浅谈LED驱动与适配器电源的差异和验证.pdf

浅谈LED驱动与适配器电源的差异和验证邹 青/ZQ2007日期：2013-11-23电源网深圳年度会议2内容1.基本电性测试方面的差异2.保护功能测试方面的差异3.EMC与安规测试方面的差异4.可靠性验证5. 总结&答疑1.1 AC inrush current--Adaptor输入浪涌电流，不要与surge搞混淆浪涌电流指电源接通瞬间，由于输入滤波电容迅速充电而产生的峰值电流，所以该峰值电流远远大于稳态输入电流测试条件：输入额定230Vac，冷机启动浪涌电流大小与热敏电阻和Bulk电容有关IEC61000-4-51.1 AC inrush current---LED  LED驱动相比适配器，要求会更严格一些 MR16的灯具由于浪涌电流太大导致电子变压器损坏 LED调光球泡灯浪涌电流太大导致调光器损坏 以上两点足以说明其重要性 功率越大，对浪涌要求越高 浪涌电流的测试验证的是Fuse和桥堆的耐受力1.2 Input current LED驱动与适配器的输入电流测试是一样的 测试结果： 注意测试结果必须满足产品标签上的输入规格要求  输入90Vac，输出满载时的输入电流不可以大于规格书和安规要求的限值1.3 No load consumption 空载损耗 负载为0时的输入功率 Energy Star/MEPS V要求小于0.3W，DoE VI要求小于0.1W美国能源部DoE VI, July 1, 2013~欧洲的ErP2014，Jan 2014~CEC CaliforniaEnergy Star AmericaMEPS AustraniaE-Standby KoreaCoC EuropeEUP EuropeDoE America, Department of Energy(DoE)美国能源部ErP European Union1.3 No load consumption-----LED 由于LED驱动特殊的使用环境，一般没有空载功耗的要求 欧洲要求带有智能控制包括光控/声控的产品待机功耗小于0.5W 但是高压输出的产品需要具备开路保护功能1.4 Line/load regulation--Adaptor线性调整率/负载调整率何为线性调整率：输入电压变化情况下，输出电压的变化率何为负载调整率：输出负载变化情况下，输出电压的变化率调整率一般控制在3%以内LED驱动比较看重的是恒流精度LED驱动比较看重的是恒流精度1.4 Output Current precision ---LED  输出电流精度测试 测试条件：输入全范围，输出CV mode 判定标准：+/-3% 测试实例：1.5 Efficiency test---Adaptor 效率=Pout/Pin 测试方法：先满载老化30分钟，测试4个负载点的效率 效率分为轻载效率，满载效率，平均效率，过能源之星主要看的是平均效率 能效标准: UL /Energy star2.0 欧洲/Erp2014等1.5 Efficiency test---LED 驱动效率的高低直接影响LED灯寿命和LED的光衰 能源之星没有针对LED驱动做出明确的要求，而是针对整灯的光效做出了要求 欧盟 (EU) No 874/2012号法规，对灯具提出新的能效标签要求，该法规将于2013年9月1日起正式实施 判定标准： IEC62384 驱动电源的效率会影响LED整灯的光效1.6 Power factor test ---LED PF值测试 测试条件：全范围输入，输出满载 判定标准：ANSI C82.77-2002/DLC 最新的美国能源之星DLC要求更高美国能源之星规定凡是功率小于5瓦的LED灯具不要求功率因数。

而大于5瓦则要求功率因数必须高于0.7中国现在采用和美国一样的规定但深圳市LED产业标准联盟的标准规定0.7;功率在10W-30W之间，PF>0.85;功率>30W，PF>0.9 功率因数和总谐波失真：除了以上的具体要求，所有符合DLC的灯具必须有≥0.9的功率因数，和≤20%的THD1.7 THD test----LED 谐波测试 测试标准：EN61000-3-2：2006 Class C  EN61000-3-2里面的7.3点明确说明带调光器时需要满载测试PF值和谐波 ENERGYSTAR_Manufacturers_Guide_v2.11.8 Output voltage ripple and noise---Adaptor 输出纹波和噪声 一般遵循行业标准，控制在输出电压的1%以内，客户可以提高要求 分为低频纹波和高频纹波，甚至可以通过看输出纹波来知道电源的工作频率 测试方法：需要在输出端并联一个0.1uF的瓷片和一个10uF的电解电容，并将示波器的带宽限制在20Mhz 需要测试轻载纹波和满载纹波1.9 Current Ripple and noise-----LED LED驱动需要测试的是输出电流纹波 LED行业对驱动电源的电压纹波没有做明确要求，主要是看是否频闪 是否有频闪与所使用的的top结构有关系，一般中小功率使用单级PFC方案的LED驱动都会有频闪现象，而使用两级方案的就可以杜绝此问题。

 输出纹波电流太大，会影响驱动电源输出电容的使用寿命 参考值+/-10% 单级PFC从交流输入开始直到输出滤波电容前，没有储能环节，输出100Hz纹波大是必然的1.10 Output voltage rise time--Adaptor 输出电压上升时间 输出电压从10% 上升到90%所需要的时间 输出端滤波电容的大小会影响此项参数 适配器一般控制在20mS以内，时间太长会导致客户的终端不能正常启动工作1.11 Output current rise time--LED LED驱动需要测试的是输出电流上升时间 小于等于20mS 测试方法： 1.12 Output Voltage overshoot----Adaptor开机输出电压过冲适配器一般控制在10%以内，具体还要看所适配产品的要求验证目的：反馈环路的稳定性以及响应速度 观测点1.13 Turn-on current overshoot---LED  LED 驱动需要测试的是输出电流过冲，主要取决于LED光源特性 要求：小于等于10% 测试方法与说明：1.14 Output voltage undershoot---Adaptor 关机输出电压过冲 适配器一般控制在10%以内，具体还要看所适配产品的要求 验证目的：反馈环路的稳定性以及响应速度观测点不管电压还是电流的过冲都是必测试项目，主要是为了保护客户的终端或LED光源在开关机状态时不会损坏。

1.15 Turn on time----Adaptor 开机启动时间 适配器一般控制在3S以内 测试说明：从适配器通电到输出电压到达90% 时所用时间 测试波形：红色为输入AC 蓝色为输出DC1.16 Turn on time---LED LED 驱动启动时间测试 判定标准：最严的是欧盟的No 1194/2012号条例 小于0.5s 测试方法：Enegry star1.17 Shut down hold up delay time---Adaptor关机保持时间从输入断电到输出DC下降到90%这段时间测试说明：输入90-264Vac，输出满载情况测试测试结果：1.18 Turn off time------LED251.20 Current fall time----LED 定义：LED电源在静态负载条件下，关机后输出电流的下降时间 测试方法：1.21 Dynamic load response---Adaptor 动态响应 测试条件： 1）输入90Vac 264Vac 2）负载变化范围：0%-100% 一种变化是25%-50%-25%和50%-75%-50%, 另一种变化是0%-50%-0%和100%-50%-100%, 3） 变化频率：1KHz（100mS）/100Hz(1mS) 验证标准：测试期间，输出电压的变化应控制在+/-5%以内。

271.22 Dynamic load response---LED 动态响应------通过改变输出电压的方式来测试 一般CV模式的驱动电源的输出电压都很宽，一款电源兼容的功率段非常宽 测试目的：判定LED驱动电源在各种负载状态下的稳定性 测试条件： 1）输入90Vac 264Vac 2）负载变化范围：根据LED驱动电源的实际规格参数来定 3） 变化频率：1KHz（100mS）/100Hz(1mS) 验证标准：测试期间，输出电流的变化应控制在+/-3%以内 CC mode的驱动电源测试方法同适配器281.23 Capacitor load turn on 带容性负载开机； LED驱动由于其负载的特殊性，一般不需要测试此项目 测试条件：输入90Vac，132Vac，带额定负载； 测试方法：在输出端并5000uF的电容，开机； 判定方法：能否正常开机，输出电压是否在要求范围； 测试结果：1.24 Dimming function test----LED 调光功能测试 调光的分类：Triac调光/1-10V调光/PWM调光/Dali调光 判定标准：调光线性度和是否有闪烁 调光方式的优缺点： Triac调光是通过改变交流输入电压的角度来实现，控制简单，缺点是低亮度闪烁，效率低，低负载需要泄流电阻，主要用于小功率的LED驱动，30W以内 1-10V调光为次级控制，直接改变输出电流，调光器也很简单 PWM调光优点无闪烁，调光线性度好； Dali调光为智能调光，线路比较复杂，302.1 Over current/load protection---Adaptor 过流/过载保护 验证产品输出电流超标后，是否会保护，输出电流恢复后，产品是否可以正常工作 过流保护的范围一般控制在1.1-1.5倍之间，输入AC电压的高低会影响过流保护点，有些特殊情况例外，需要根据客户要求调整， 适配器的过流保护是通过调节负载的电流来实现的：2.2 Over Current/load protection ----LED LED驱动的过流过载保护适用于CV模式，CC模式的不适用 推荐一种适用于CV mode的过流过载测试方法，通过短路输出电流检测电阻或者破坏电流环路来实现过流和过载的保护 CC模式的LED驱动可以参照适配器的测试方法来进行2.3 Output short circuit protection 输出短路保护 验证方法：产品输出短路后，产品必须停止工作，短路移除后，产品能恢复正常工作，有些产品输出短路后，产品会保护并锁定，短路移除后，需要拔电后重新开机才能恢复正常工作LED驱动的短路保护与适配器的短路保护测试方法相同。

2.4 Over voltage protection---Adaptor 输出过压保护 测试方法：分两种  1）：外部灌入电压---一般用于PC po。