LED 电源简介及输入交流测试法规

LED電源測試技術及模擬負載發表研討會Part1:LED與LED驅動電源簡介輸入交流源與功率量測的法規應用致力創新致力創新追求卓越追求卓越WorkingonBetterSolutions致茂電子產品企劃協理:周晏加WorkingonBetterSolutionsLED特性1.NonlinearV-Icurve2.順向偏壓(VF),操作電阻抗(Rd)3.電流小(severalhundredsmA)4.亮度由功率決定≠bLFRdIVLEDcurveVoIoRdLED特性WorkingonBetterSolutionsLED驅動電源介紹LED電源：有一類型輸出為CV+CCmode1.平常無負載時,輸出保持在定電壓輸出.2.當拉載電流大於內部設定值,電壓下降,轉態為定電流輸出.3.設計與DCsource類似,和定電流源主動輸出的類型設計不同4.一般電流規格較大(1A),LED端還需要另外的電流平衡裝置使用一般電子負載來測試1.使用CVmode來驗證電流輸出規格2.但是無法測得開機瞬間狀態可和電流平衡裝置使用下,分各輸出通道,使用LED模擬負載平衡裝置WorkingonBetterSolutions調光duty開關電流回授LED電源：另一類輸出為主動式CCmode,控制輸出電流，電壓大小是依附LED操作點電壓，並非像是一般電源是輸出固定電壓.電壓保護LED串接LED驅動電源介紹WorkingonBetterSolutions主動電流驅動LED電源規格使用儀器ACSourcePowerMeter63110AE-load63110AE-loadACSource+PowerMeterWorkingonBetterSolutionsPowerMeterDCE-LoadLEDDriverACSource/DCSource提供電壓輸入,PowerMeter量測輸入電壓參數.電子負載模擬LED的負載效應及驗證輸出特性(電流/電壓準確度).ACSource/DCSourceInputOutput測試連接方式WorkingonBetterSolutions可編程交流電源長時間ON/OFF壽命實驗特殊波形編輯ACSource61500Series:輸入規格測試,電壓0-300V/頻率15-1KHzWorkingonBetterSolutionsACSource61500Series:AC輸入電壓變動IEC法規(immunity):IEC61000-4-11(CE必測)IEC61000-4-13(家電需測)交流輸入測試法規專用61500系列交流源法規測試軟件WorkingonBetterSolutionsACSource61500Series:AC輸入電壓變動IEC法規(immunity):IEC61000-4-14IEC61000-4-28交流輸入測試法規專用61500系列交流源法規測試軟件WorkingonBetterSolutions交流輸入測試法規IEC規定免疫性(Immunity)測試法規的評定等級:1.ClassA:待測物觀察不到受影響2.ClassB:待測物可觀察到受影響,電源恢復即正常3.ClassC:待測物可觀察到受影響,電源恢復也無法正常工作,需要關機再重新開始4.ClassD:待測物可觀察到受影響,且受到永久性損壞.WorkingonBetterSolutions為何不使用線性式交流電源A/DPowerStageD/APowerStageACSourceACSourceZoZo輸出阻抗(Outputimpedance):Zo=Ro+Lo一般線性式輸出端都有變壓器,尤其電感成分,造成高阻抗,會抑制高頻電流,導致Ipk會偏小,如圖.其Current/Power都會比一般測試的值小,誤導測試結果.針對小功率量測,不建議使用.OutputtransformerLineartypepowerstageLineartypeoutputcurrentforarectifiedloadWorkingonBetterSolutions輸入功率量測:數字功率表PowerMeter:Model66202符合能源之星/IEC62301測試需求輸出電壓/電流/功率/功率因素/能量/失真度/諧波量測WorkingonBetterSolutions1.關機時應該不消耗功率.2.待機狀態,若有其他電路(非趨動發光),應維持0.5W3.輸入功率因素(PowerFactor),家庭使用0.7,商業使用0.9能源之星對LED燈規範AverageWindowIntegrationPowerMeas.66200功率表a.平均法b.移動視窗法c.能量累積法WorkingonBetterSolutions1.因為空載功率值較小,待測物消耗功率不穩,且有些會有操作模式切換,輸入功率則會變動(非線性操作,例:Burstmode),量測方式或儀器不適用,即會影響測試結果.2.法規(IEC62301)上提出方法有:a.平均功率法(Averagepowerapproach):使用者可設定在某段時間內,記錄其平均功率,可設時間要大於5min.b.能量累積法(Accumulatedenergyapproach):使用者可設定在某段時間內,計算所累積的能量,再除以時間以得到功率.可設時間要大於5min.累積能量須大於200倍的解析度.3.實際一般PowerMeter的量測方式,都用硬體乘法器來量測功率,並非真正的平均功率.所以建議用能量累積法來量測.測試空載功率WorkingonBetterSolutions其他量測注意事項可量測包含DC成分的訊號於IEC62301中提到:有些輸入電流上週期不平衡,需將DC成分考慮進去,才能得到真正量測值.實際RMS=AC_RMS+DC_RMS市面很多功率表先將DC成分濾除,可能會導致量測不準確,產生誤判.222WorkingonBetterSolutions其他量測注意事項Chroma66200功率表提供數位濾波器功能:a.設定FilterOFF:量測頻寬50KHzb.設定FilterON:量測頻寬=5KHz3KHz(能源之星需求)當設定FilterOFF,會將高頻漏電流量入,導致電流偏大,PF偏小.且量測值和所使用ACsource的Vripple有關.當使用切換式交流電源供應器時,建議設定FilterON.可將高頻的電流成份濾除,得到和用市電測試接近的量測值.WorkingonBetterSolutionsHarmonicordernMaximumpermissibleharmoniccurrentexpressedaspercentageoftheinputcurrentatthefundamentalfrequency%Oddharmonicsonly2357911=n=39230‧λ*10753*λisthecircuitpowerfactor燈具輸入電流諧波限制法規IEC61000-3-2:Limitsforharmoniccurrentemissions(equipmentinputcurrent≤16Aperphase)燈具類被歸到ClassC.限制如下輸入25W的產品1.先開燈具15分鐘2.若接不同燈,都要測試3.若有調光,主要測滿載,可分5段測試來比較WorkingonBetterSolutions燈具輸入電流諧波限制法規IEC61000-3-2:Limitsforharmoniccurrentemissions(equipmentinputcurrent≤16Aperphase)輸入≤25W,兩種判斷方式1.依據ClassD方式,如右表2.a.第3階諧坡電流不超過86%b.第5階諧坡電流不超過61%c.電流開始角度需在60º之前d.電流波峰角度需在65º之後且不得超過90º.WorkingonBetterSolutions法規對輸入交流電源的要求:1.電壓精準度:2.0%orbetter2.頻率精準度:0.5%orbetter3.電壓峰值:在r.m.s.值的1.40和1.42倍之間4.電壓諧波成分限制(有接待測物時):0.9%forharmonicoforder30.4%forharmonicoforder50.3%forharmonicoforder70.2%forharmonicoforder90.2%forevenharmonicoforderfrom2to100.1%forharmonicoforder11to40每次測試都需檢查VoltageHarmonicDistortion燈具輸入電流諧波限制法規WorkingonBetterSolutionsPowerMeter:Model66202可提供測試IEC61000-3-2,-輸入諧波電流限制(CE必測),照明類產品適用ClassC分類.燈具輸入電流諧波限制法規