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LED測(cè)試電子負(fù)載的基本原理與分析

現(xiàn)在,還有大部分工程師用普通的電子負(fù)載測(cè)試LED電源,認(rèn)為只要電子負(fù)載有CV負(fù)載就可以測(cè)試,這樣是有誤區(qū)的，需要用LED電子負(fù)載來(lái)測(cè)試LED電源.原因如下:1. 大部分的電子負(fù)載的線路設(shè)計(jì)都非常相似,都無(wú)法真正模擬LED V-I特性曲線中的非線性現(xiàn)象,也可能會(huì)因?yàn)閮?nèi)部阻抗效應(yīng)而產(chǎn)生過(guò)壓或過(guò)流保護(hù).無(wú)法真實(shí)模擬LED為負(fù)載的情況.用普通的電子負(fù)載測(cè)試LED驅(qū)動(dòng)是不正確的.設(shè)定CR或CV mode, 只能測(cè)試穩(wěn)態(tài)操作點(diǎn)對(duì)於是否能正確開關(guān)機(jī)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，無(wú)法驗(yàn)證，也無(wú)法模擬不同特性LED的狀況。2.一般E-load內(nèi)部阻抗效應(yīng), 可能導(dǎo)致LED driver 開機(jī)OCP或OVP.3.一般E-load反應(yīng)速度太慢, 無(wú)法進(jìn)行LED driver的PWM調(diào)光測(cè)試(Dimming)4.一般的電子負(fù)載無(wú)法設(shè)定 電阻系數(shù): 因?yàn)槊款wLED燈珠的電阻系數(shù)是不一樣的,所以用普通的電子負(fù)載是無(wú)法真正測(cè)試的.如果您還正在使用普通的電子負(fù)載測(cè)試LED驅(qū)動(dòng)電源的話,你可以用普通的電子負(fù)載帶載測(cè)試一下PF值,再用LED燈帶一下,對(duì)比一下其兩者PF值是否一樣的.當(dāng)然,市面還有可以真正模擬LED燈的電子負(fù)載.深圳大偉興科技科技供應(yīng)的chroma電子負(fù)載*的LED模式，真實(shí)模擬LED帶載，被俗稱LED電源電子負(fù)載。

 其實(shí)在LED電子負(fù)載誕生之前，大家通常都是使用真實(shí)的LED或者傳統(tǒng)的電子負(fù)載來(lái)對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行測(cè)試，但是這兩種方式都有其弊端，簡(jiǎn)單總結(jié)如下：

 
1、使用真實(shí)的LED
1）LED驅(qū)動(dòng)電源的產(chǎn)品規(guī)格書中通常都有輸出電壓范圍這個(gè)指標(biāo)，為了驗(yàn)證這個(gè)指標(biāo)，測(cè)試的時(shí)候需要改變LED的數(shù)量，這樣測(cè)試起來(lái)是非常不方便的。
2）LED光衰特性會(huì)隨時(shí)間改變，同一顆LED在不同時(shí)刻其負(fù)載特性就會(huì)有差異，測(cè)試無(wú)法得到一致的結(jié)果。
3）不同廠商的LED，甚至同一廠商不同批次的LED，其負(fù)載特性可能都有差異，測(cè)試的時(shí)候需要用到各式各樣的LED來(lái)驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)電源在不同特性的負(fù)載下都能正常工作，這樣實(shí)際操作起來(lái)也是非常困難的。
4）LED 燈條中如果有一顆LED損壞，在測(cè)試過(guò)程中往往也很難被馬上察覺(jué)，這樣就會(huì)造成錯(cuò)誤的測(cè)試結(jié)果。
5）LED發(fā)出的光是非常刺眼的，對(duì)測(cè)試人員來(lái)說(shuō)這樣的測(cè)試環(huán)境也是非常惡劣的。
 
2、使用傳統(tǒng)的電子負(fù)載
1）傳統(tǒng)的電子負(fù)載不能模擬真實(shí)LED的非線性負(fù)載特性。
2）LED通常是使用恒流源來(lái)驅(qū)動(dòng)。如果使用傳統(tǒng)的電子負(fù)載，我們使用的會(huì)是CR模式或者CV模式，而這兩種測(cè)試模式，都只能測(cè)試穩(wěn)態(tài)操作點(diǎn)的工作特性，卻無(wú)法驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)電源能否正確開關(guān)機(jī)的動(dòng)態(tài)過(guò)程。
3）傳統(tǒng)電子負(fù)載的內(nèi)部阻抗效應(yīng), 可能導(dǎo)致LED驅(qū)動(dòng)電源開機(jī)出現(xiàn)OCP或OVP，從而無(wú)法正常開機(jī)。
4）傳統(tǒng)的電子負(fù)載響應(yīng)速度太慢，無(wú)法滿足LED驅(qū)動(dòng)電源的PWM調(diào)光測(cè)試；
 
       為了得到準(zhǔn)確、一致的測(cè)試結(jié)果，在LED驅(qū)動(dòng)電源的測(cè)試過(guò)程中，LED電子負(fù)載的使用就變得非常重要。Chroma公司在業(yè)界創(chuàng)造性地推出了LED電子負(fù)載，這款負(fù)載能夠真實(shí)地模擬出LED的非線性負(fù)載特性，可以避免上面描述中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題。
 
       下面我們來(lái)看一下它的基本原理。
    
       參數(shù)定義： 
       Vo： LED操作點(diǎn)電壓
       Io： LED操作點(diǎn)電流
       VF： LED正向?qū)妷?br />       Rd： LED操作點(diǎn)電阻
 
       根據(jù)上述定義的四個(gè)參數(shù)以及LED的I-V特性曲線模型可以得到等式：
        （1）
       理論上我們只要在LED電子負(fù)載的控制界面中設(shè)定Vo，Io，VF，Rd這四個(gè)參數(shù)就可以真實(shí)模擬LED的非線性特性了，但是實(shí)際操作起來(lái)是非常困難的。因?yàn)槊孔兏淮呜?fù)載條件都需要重新設(shè)定這四個(gè)參數(shù)，尤其是VF和Rd，會(huì)隨著LED串并聯(lián)數(shù)量的改變而改變，每次都需要經(jīng)過(guò)計(jì)算才能得到，這樣就對(duì)測(cè)試人員有了更高的技術(shù)要求而且參數(shù)設(shè)置起來(lái)也非常繁瑣。我們希望找到LED某些固有的特性能夠幫助簡(jiǎn)化參數(shù)，從而讓我們的設(shè)定變得簡(jiǎn)單，請(qǐng)接著看下邊的推導(dǎo)。
       假設(shè)，代入（1）
       
       
       令, 則
       （2）
       由等式（2），我們可以得出一個(gè)結(jié)論：LED負(fù)載的操作點(diǎn)電阻Rd和Vo/Io成正比，兩者之比為系數(shù)Coeff.，針對(duì)同一款LED，Coeff.是一個(gè)特定的常數(shù)，它不會(huì)隨著LED串并聯(lián)數(shù)量的不同而改變。
       通過(guò)對(duì)等式（1）進(jìn)行上述的變換和的簡(jiǎn)化后，我們發(fā)現(xiàn)其實(shí)只需要設(shè)定Vo，Io和Coeff.三個(gè)參數(shù)LED電子負(fù)載即可模擬出LED的非線性負(fù)載特性，這樣就避免了因?yàn)樾枰O(shè)定VF和Rd所帶來(lái)的實(shí)際操作上的困難。對(duì)特定的LED來(lái)說(shuō)，Coeff.是一個(gè)常數(shù)，如何得到Coeff.就變成了zui重要的問(wèn)題。下邊列舉幾種常用的方法：
 
1）通過(guò)LED產(chǎn)品規(guī)格書中的I-V 曲線圖來(lái)推算Coeff.;

Vo=36.5V, Io=350mA
 

       將等式（2）代入等式（1），可以得到：
        （3）
2）使用示波器捕獲LED驅(qū)動(dòng)電源真實(shí)的開機(jī)波形，測(cè)量可以得到Vo和VF（VF就是電流導(dǎo)通點(diǎn)的電壓值），代入（3），算出Coeff.。

 
   
                  
3）驅(qū)動(dòng)電源穩(wěn)定輸出時(shí)，電流紋波是由電壓紋波對(duì)LED的等效阻抗Rd作用而產(chǎn)生的。     

       使用示波器捕獲LED驅(qū)動(dòng)電源穩(wěn)定輸出時(shí)的電壓和電流波形，測(cè)量出電壓紋波和電流紋波值，代入上式，算出Coeff.。

Vo=50V，Io=150mA, Vripple=2.02V(Peak-Peak), Iripple=50mA(Peak-Peak)

 
4）如果LED驅(qū)動(dòng)電源所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載是已知的或者能夠確定的場(chǎng)合，我們可以采用上述三種方法來(lái)得到Coeff.。但是絕大部分的情況下，驅(qū)動(dòng)電源研發(fā)工程師都不知道LED負(fù)載的具體特性，所以在測(cè)試時(shí)，我們通常建議Coeff.設(shè)置在0.1~0.2之間。
 
       在此，我們推薦兩款高性價(jià)比的LED電子負(fù)載63110A和63113A，它們?cè)诠δ苌?相同，差別在于輸入電壓、電流和功率的不同。63110A有兩個(gè)輸入通道，單個(gè)通道zui大功率100W，電壓范圍0~500V，電流有0~0.6A和0~2A兩個(gè)檔位。63113A則是單通道的電子負(fù)載，zui大功率300W，電壓范圍0~300V，電流有0~和0~20A兩個(gè)檔位。如果單臺(tái)功率不夠，可以通過(guò)多臺(tái)負(fù)載并聯(lián)來(lái)增大功率，當(dāng)然這兩款負(fù)載都需要搭配電子負(fù)載機(jī)框6312A或者6314A才能使用。

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