近幾年LED作為新型節(jié)能光源在全球和中國都贏得得了很高的投資熱情和極大關(guān)注,，并由戶外向室內(nèi)照明應(yīng)用市場滲透,，中國也涌現(xiàn)出大大小小上萬家LED照明" title="LED照明">LED照明企業(yè)。讓LED照明大放異彩的最主要原因正是其宣揚(yáng)的具有節(jié)能,、環(huán)保,、長壽命、易控制,、免維護(hù)等特點(diǎn),。

　　然而頗具諷刺意味的是，我們常常聽聞由于LED驅(qū)動電源" title="驅(qū)動電源">驅(qū)動電源本身的壽命直接拖累LED照明燈具變得并不“長壽”,，極大地增加了維護(hù)/使用成本,；或者驅(qū)動電源的效率不高導(dǎo)致LED照明燈具的能效" title="能效">能效轉(zhuǎn)換比并不是想象中那么高，或者由于輸出電流紋波沒有得到很好的控制影響了發(fā)光品質(zhì),，使得LED照明的綠色節(jié)能優(yōu)勢大打折扣,，甚至影響了市場普及。

　　因此,， LED產(chǎn)業(yè)鏈的完善和成熟,，驅(qū)動電源也是其中重要的一環(huán)。但現(xiàn)狀是LED驅(qū)動電源的設(shè)計(jì)和品質(zhì)局限卻日益成為LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“后腿”,，因此電源模塊廠商,、燈具制造商都越來越重視采用先進(jìn)的測試測量技術(shù)和方案。針對這一現(xiàn)狀,，泰克公司獨(dú)樹一幟,，深入到客戶中間，深入了解現(xiàn)場的實(shí)際需求,，制定出針對LED垂直應(yīng)用的各種解決方案組合,，旨在幫助更多的中國LED照明廠商、驅(qū)動電源供應(yīng)商和相關(guān)質(zhì)檢/認(rèn)證機(jī)構(gòu)獲得更精確的測試結(jié)果,，保證LED驅(qū)動電源的品質(zhì)，從而促進(jìn)中國LED照明產(chǎn)業(yè)的健康繁榮發(fā)展,。

　　圖1：泰克專門針對LED照明應(yīng)用提供各種測試解決方案組合供客戶選擇,。

　　LED驅(qū)動電源的可靠性" title="可靠性">可靠性和能效是測試關(guān)鍵

 　　那么,，真正高品質(zhì)的LED驅(qū)動電源應(yīng)該具備什么樣的特點(diǎn)或者說應(yīng)該滿足那些要求呢？泰克公司總結(jié)出以下主要的幾個(gè)方面：

　　1.高可靠性和壽命：驅(qū)動電源的壽命要與LED的壽命相適配,，特別對像LED路燈的驅(qū)動電源,，因?yàn)檠b在高空，維修不方便,，維修的花費(fèi)也大,；

　　2.高效率：對于電源安裝在LED燈具內(nèi)的結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)尤為重要,。因?yàn)長ED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降,，所以LED的散熱非常重要。電源的效率高,，它的耗損功率小,，在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升,，對延緩LED的光衰有利,。

　　3.高功率因數(shù) ：隨著社會對供電質(zhì)量的要求不斷提高，人們越來越關(guān)注用電設(shè)備帶來的電能質(zhì)量和諧波問題,。如歐盟已經(jīng)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn),，規(guī)定功率大于25W的電源設(shè)備必須具備功率因數(shù)校正電路。而其他很多國家對于30 ~40W的LED驅(qū)動電源,，據(jù)說不久也將可能會對功率因數(shù)方面有一定的指標(biāo)要求,。

　　4. 恒流驅(qū)動：現(xiàn)在通行的有兩種：一種是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源，每個(gè)恒流源單獨(dú)給每路LED供電,。這種方式組合靈活,，一路LED故障，不影響其他LED的工作,，但成本會略高一點(diǎn),。另一種是直接恒流供電，LED串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行,。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低一點(diǎn),，但靈活性差，還要解決某個(gè)LED故障不影響其他LED運(yùn)行的問題,。

　　5.適當(dāng)?shù)妮敵黾y波：輸出紋波會影響LED的光輸出效果,。但減小紋波需要使用更高品質(zhì)和容量的電容。為提高電源整體的使用壽命,，設(shè)計(jì)師往往傾向于采用無電容方案,。工程師必須在輸出紋波指標(biāo)上確定折中方案。

　　6.浪涌保護(hù)：LED抗浪涌的能力是比較差的,，特別是抗反向電壓能力,。有些LED燈裝在戶外,，由于電網(wǎng)負(fù)載的啟甩和雷擊的感應(yīng)，從電網(wǎng)系統(tǒng)會侵入各種浪涌,，有些浪涌會導(dǎo)致LED的損壞,。因此LED驅(qū)動電源要有抑制浪涌的侵入，保護(hù)LED不被損壞的能力,。

　　7.保護(hù)功能： 電源除了常規(guī)的保護(hù)功能外,，最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋，防止LED溫度過高,。

　　8.防護(hù)方面：對燈具外安裝型結(jié)構(gòu),，電源結(jié)構(gòu)要防水、防潮,，外殼要耐曬,。

　　9.要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。

　　要達(dá)到高品質(zhì)的驅(qū)動電源設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),，就需要進(jìn)行全面的測試測量分析,，如圖1所示，LED照明測試主要包括5個(gè)部分：電源質(zhì)量,、諧波,、功率開關(guān)器件測量、調(diào)制分析以及驅(qū)動輸出參數(shù)測試,。

　　圖2：LED照明驅(qū)動電源的關(guān)鍵測試項(xiàng)目,。

　　近幾年LED作為新型節(jié)能光源在全球和中國都贏得得了很高的投資熱情和極大關(guān)注，并由戶外向室內(nèi)照明應(yīng)用市場滲透,，中國也涌現(xiàn)出大大小小上萬家LED照明企業(yè),。讓LED照明大放異彩的最主要原因正是其宣揚(yáng)的具有節(jié)能、環(huán)保,、長壽命,、易控制、免維護(hù)等特點(diǎn),。

　　然而頗具諷刺意味的是,，我們常常聽聞由于LED驅(qū)動電源本身的壽命直接拖累LED照明燈具變得并不“長壽”，極大地增加了維護(hù)/使用成本,；或者驅(qū)動電源的效率不高導(dǎo)致LED照明燈具的能效轉(zhuǎn)換比并不是想象中那么高,，或者由于輸出電流紋波沒有得到很好的控制影響了發(fā)光品質(zhì)，使得LED照明的綠色節(jié)能優(yōu)勢大打折扣,，甚至影響了市場普及,。

　　因此， LED產(chǎn)業(yè)鏈的完善和成熟,，驅(qū)動電源也是其中重要的一環(huán),。但現(xiàn)狀是LED驅(qū)動電源的設(shè)計(jì)和品質(zhì)局限卻日益成為LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“后腿”,，因此電源模塊廠商,、燈具制造商都越來越重視采用先進(jìn)的測試測量技術(shù)和方案,。針對這一現(xiàn)狀，泰克公司獨(dú)樹一幟,，深入到客戶中間,，深入了解現(xiàn)場的實(shí)際需求，制定出針對LED垂直應(yīng)用的各種解決方案組合,，旨在幫助更多的中國LED照明廠商,、驅(qū)動電源供應(yīng)商和相關(guān)質(zhì)檢/認(rèn)證機(jī)構(gòu)獲得更精確的測試結(jié)果，保證LED驅(qū)動電源的品質(zhì),，從而促進(jìn)中國LED照明產(chǎn)業(yè)的健康繁榮發(fā)展,。

　　圖1：泰克專門針對LED照明應(yīng)用提供各種測試解決方案組合供客戶選擇。

　　LED驅(qū)動電源的可靠性和能效是測試關(guān)鍵

 　　那么,，真正高品質(zhì)的LED驅(qū)動電源應(yīng)該具備什么樣的特點(diǎn)或者說應(yīng)該滿足那些要求呢,？泰克公司總結(jié)出以下主要的幾個(gè)方面：

　　1.高可靠性和壽命：驅(qū)動電源的壽命要與LED的壽命相適配，特別對像LED路燈的驅(qū)動電源,，因?yàn)檠b在高空,，維修不方便，維修的花費(fèi)也大,；

　　2.高效率：對于電源安裝在LED燈具內(nèi)的結(jié)構(gòu),，這一點(diǎn)尤為重要。因?yàn)長ED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降,，所以LED的散熱非常重要,。電源的效率高，它的耗損功率小,，在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小,，也就降低了燈具的溫升，對延緩LED的光衰有利,。

　　3.高功率因數(shù) ：隨著社會對供電質(zhì)量的要求不斷提高,，人們越來越關(guān)注用電設(shè)備帶來的電能質(zhì)量和諧波問題。如歐盟已經(jīng)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn),，規(guī)定功率大于25W的電源設(shè)備必須具備功率因數(shù)校正電路,。而其他很多國家對于30 ~40W的LED驅(qū)動電源，據(jù)說不久也將可能會對功率因數(shù)方面有一定的指標(biāo)要求,。

　　4. 恒流驅(qū)動：現(xiàn)在通行的有兩種：一種是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源,，每個(gè)恒流源單獨(dú)給每路LED供電。這種方式組合靈活,，一路LED故障,，不影響其他LED的工作,，但成本會略高一點(diǎn)。另一種是直接恒流供電,，LED串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行,。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低一點(diǎn)，但靈活性差,，還要解決某個(gè)LED故障不影響其他LED運(yùn)行的問題,。

　　5.適當(dāng)?shù)妮敵黾y波：輸出紋波會影響LED的光輸出效果。但減小紋波需要使用更高品質(zhì)和容量的電容,。為提高電源整體的使用壽命,，設(shè)計(jì)師往往傾向于采用無電容方案。工程師必須在輸出紋波指標(biāo)上確定折中方案,。

　　6.浪涌保護(hù)：LED抗浪涌的能力是比較差的,，特別是抗反向電壓能力。有些LED燈裝在戶外,，由于電網(wǎng)負(fù)載的啟甩和雷擊的感應(yīng),，從電網(wǎng)系統(tǒng)會侵入各種浪涌，有些浪涌會導(dǎo)致LED的損壞,。因此LED驅(qū)動電源要有抑制浪涌的侵入,，保護(hù)LED不被損壞的能力。

　　7.保護(hù)功能： 電源除了常規(guī)的保護(hù)功能外,，最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋,，防止LED溫度過高。

　　8.防護(hù)方面：對燈具外安裝型結(jié)構(gòu),，電源結(jié)構(gòu)要防水,、防潮，外殼要耐曬,。

　　9.要符合安規(guī)和電磁兼容的要求,。

　　要達(dá)到高品質(zhì)的驅(qū)動電源設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，就需要進(jìn)行全面的測試測量分析,，如圖1所示,，LED照明測試主要包括5個(gè)部分：電源質(zhì)量、諧波,、功率開關(guān)器件測量,、調(diào)制分析以及驅(qū)動輸出參數(shù)測試。

　　圖2：LED照明驅(qū)動電源的關(guān)鍵測試項(xiàng)目,。

　　電源質(zhì)量,、諧波和功率器件的全面快速分析

　　測量驅(qū)動電源的輸入功率、功率因數(shù)和諧波有很多方法，使用具有電源分析功能的泰克示波器產(chǎn)品可以輕松實(shí)現(xiàn)這些電能質(zhì)量測量,。使用一路通道測量輸入電壓,、一路通道測量輸入電流，配合示波器內(nèi)置的PWR電源分析軟件,，所有的電能質(zhì)量相關(guān)參數(shù)可以直接顯示在屏幕中,。

　　圖3：帶有PWR電源分析模塊的泰克示波器可直接顯示各種測量參數(shù)，幫助電源工程師輕松完成開發(fā)測試,。

　　驅(qū)動電源效率和電源內(nèi)部的開關(guān)損耗直接相關(guān),。降低功率器件的損耗不但是提高電源效率的要求,，也是提高系統(tǒng)熱穩(wěn)定性和可靠性的關(guān)鍵因素,。不過，功率器件的開關(guān)損耗測量不易實(shí)現(xiàn),。由于器件在導(dǎo)通和關(guān)斷工作狀態(tài)下的電壓幅度相差巨大,，一般的示波器產(chǎn)品無法在如此大的動態(tài)范圍下準(zhǔn)確測量導(dǎo)通狀態(tài)下的微小電壓，導(dǎo)通損耗無從測量,。

　　對于高速切換的功率器件,，只能通過電壓和電流相乘得到瞬態(tài)功率的辦法計(jì)算功率。這時(shí)電壓和電流必須是同一時(shí)刻的波形,，否則誤差巨大,。但電壓探頭和電流探頭的原理和結(jié)構(gòu)不同，對于高速切換信號的時(shí)間延遲也不同,。如果不能準(zhǔn)確地校正這一偏差,，示波器的測量結(jié)果是不可信的。泰克的示波器電源測量方案不但具有全面的開關(guān)損耗測試功能,，還具有強(qiáng)大的探頭校準(zhǔn)功能完全消除時(shí)間延遲誤差,。獨(dú)特的波形搜索功能更可以輕松找到電源或負(fù)載變化時(shí)最大損耗的發(fā)生時(shí)刻。

　　具體到型號來說,，對要求較高的研發(fā)過程測試,，DPO/MSO4000B和DPO/MSO3000系列示波器是不錯(cuò)的選擇；而對于工廠和生產(chǎn)過程的設(shè)計(jì)優(yōu)化和參數(shù)測試應(yīng)用,，DPO/MSO2000系列完全能滿足要求,，可進(jìn)一步降低成本。這些示波器都具有每通道很長的存儲長度,，可以高采樣率來捕獲驅(qū)動電源測量的整個(gè)周期,，波形導(dǎo)航方便進(jìn)行電源系統(tǒng)查障，高級數(shù)學(xué)計(jì)算功能,，用戶可以自定義全面的數(shù)學(xué)表達(dá)式,，自動計(jì)算功率等測試結(jié)果，從而極大提升測試工作效率。

　　表1：能夠提高LED驅(qū)動電源開測試效率,、增加測試準(zhǔn)確度的3個(gè)檔次示波器選擇,。

　　另外，對于激勵(lì)源,，泰克目前可提供PWS4000/PWS2000 系列可編程DC臺式電源系列,，提供精準(zhǔn)、高分辨率的恒流,、恒壓輸出,，用于驅(qū)動LED。

　　PWM分析和輸出紋波測量助力進(jìn)軍高端市場

 　　真正節(jié)能的家用LED照明產(chǎn)品最終是要具有調(diào)光功能的,，目前也是歐美等高端市場的需求,，今后在其他國家和市場也會逐步普及。LED調(diào)光的最新技術(shù)是PWM,，通過產(chǎn)生不同脈寬的PWM 信號,，控制功率器件的開啟和關(guān)斷的比例，從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸出光通量的目的,。相比于其他調(diào)光方式,，PWM 調(diào)光不改變LED流過的電流大小，燈具不會出現(xiàn)偏色,，也避免了電阻調(diào)光帶來的能量損失,，保持了LED照明的高效率。

　　泰克的AFG3000 任意波形發(fā)生器可以輕松生成PWM 信號,，用戶可以任意改變PWM變化的形式,，脈寬輸出的比例以及變化規(guī)律，所有的操作只需在面板上摁一下按鈕,，發(fā)生器內(nèi)置的阻抗調(diào)節(jié)功能可以適應(yīng)更多的電路需要,。

　　紋波是加在直流輸出電壓上的交流電壓，也是LED電源測試中的一個(gè)重要測量參數(shù),。紋波電流越大,，電源成本就越低，但光輸出會因此受到影響,，而且會提高LED結(jié)溫進(jìn)而影響LED性能,，甚至嚴(yán)重降低LED的使用壽命（經(jīng)驗(yàn)顯示，結(jié)溫每升高10℃使用壽命就縮短一半）,。因此準(zhǔn)確地測量紋波就顯得十分重要,。泰克示波器電源測試方案中具有紋波測量功能，可以一鍵完成紋波參數(shù)的測量,。對于高端應(yīng)用,，泰克的TCPXX系列電流探頭可提供最低至1mA的紋波電流測量精度,，對于低成本應(yīng)用，也有相應(yīng)的高性價(jià)比探頭供選擇,。

　　此外,，如果工程師希望通過簡單的數(shù)字萬用表完成紋波測量任務(wù)，泰克也能提供相應(yīng)方案DMM4040/4050 數(shù)字萬用表具有雙參數(shù)測量功能,，可以同時(shí)顯示交流電壓或電流成分,。其雙度數(shù)功能、趨勢圖和直方圖功能方便用戶在長時(shí)間檢測輸出變化,；通過前后面板輸入功能,，用戶可以交替測量兩組數(shù)據(jù)，便于比較,。