专家支招:如何整合LED测试方案以克服照明应用瓶颈?

上网时间: 2010年04月15日? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:LED测试? LED照明应用?

陈文权进一步指出,开关电源设备的转换速率(di/dt、dv/dt)、开关损耗测量、安全工作区(SOA)都是测试测量的考量要点。这些指标考验着开关电源的效率。晶体管开关电路在转换过程中消耗的能量最大,常用的测量包括闭点损耗、开点损耗、功率损耗、动态开点电阻、安全工作区(瞬时功率)。

再者,对实现LED调光的开关电源调制分析也必不可少。实现LED调光主要有两种方法:一是降低LED的电流;二是快速地开关LED,并且通过电流波形的脉宽调制(PWM)进行调光更为准确。显然,后者已成为行业主流,在照明和显示器应用上,PWM需要高于100Hz的频率,以使肉眼感觉不到闪烁,10%的脉冲宽度在ms范围内,并要求电源的带宽大于10kHz,而且控制环路总是处于激活状态,并实现了极快的瞬态响应。

另外,陈文权指出,线路自动测量,包括电源质量、谐波分析也是LED照明应用不可或缺的测量指标,以便出厂时满足相应的标准规定。其中包括真实功率、无功功率、视在功率、功率因数、波峰因数、电流谐波测量和THD。

对症下药:找到最合适的测试测量方案和示波器

陈文权在演讲中与到会的工程师分享了测试上述一系列电性能指标时需要注意的事项以及相应示波器和配件的选择。

对于纹波测量,电流探头的选择很重要。LED单管的电流纹波指标在1mA级甚至几百个μA,若探头的动态范围达不到,则可通过增加绕组的方法来测量微小的电流。直接与泰克DPO4000/7000示波器相连的TCP0030 AC/DC电流探头提供了精确简单的电流纹波测量方案,并且支持更高电压。TACPA300+TCP312(放大器)则可与任意品牌的示波器相连,组成电源测试方案。

专家支招:如何整合LED测试方案以克服照明应用瓶颈?_泰克的工程师正在用MSO4000系列示波器和信号板演示电源毛刺的精准捕捉。_1
泰克的工程师正在用MSO4000系列示波器和信号板演示电源毛刺的精准捕捉。

而对于有源开关器件损耗测量,诸如带有DPO4PWR电源分析应用模块软件的MSO/DPO4000示波器就非常方便,可自动计算开点损耗、闭点损耗和传导损耗。不过,陈文权提醒到,电压波形和电流波形之间的定时必须准确,可借助诸如TekVPI探头和偏移校正套件,消除电压探头与电流探头之间的偏移。另外,为处理开关信号频率成分示波器要提供足够的带宽和上升时间,而且要具备快速采样率,以捕捉跳变,另外就是需要提供深记录长度以实现长时间采集。

“开关信号上升时间可能会相当快,为准确地进行测量,测量系统(示波器加探头)的上升时间应该快5倍。”陈文权强调说,“而对于上电调制分析,记录长度很重要,开关单元的控制信号电压和电流的脉宽和幅度可非常完整得被记录。”实际上,泰克公司的DPO/MSO4000和3000系列示波器就分别具备高达10M和5M点的记录长度,采样率高达5GS/s。

另外,在如今非常长的记录长度情况下,以往传统的示波器旋钮显得不合时宜,很花费时间。另外,开关电源和能量损耗测量更多的是看瞬态变化,若还是用手工或电脑编程来计算,就会非常麻烦。因此他特别推荐泰克示波器配备的独特Wave Inspector搜索和导航工具,其前面板控制功能和强制外圈反馈可大大改善操作便捷性,而且可支持捕捉负载变化事件,追踪瞬态功率值,将瞬态功率点与相应的时域波形对应分析及放大波形细节等。

对于电源质量测量,陈文权给出的测量建议是:1.检定电源与其服务环境的相互作用;2.必须直接在输入电源线上测量电压和电流;3.要求高压探头,通常是差分探头。至于必须符合的相关标准,如EN61000-3-2、MIL-STD-1399等,泰克公司的示波器均提供这些标准的选项,使用者可轻松完成一致性测试,看是否能够通过。

如前面提到的,中国的LED照明行业目前处于标准缺失的状态,相关组织机构正在加紧制定此类行业标准。在这种情况下,开发者可以选择一些国际上已经存在的行业公认的标准进行参照,如泰克专家在演讲中提到的例子——LED舞台灯光领域的美国标准DMX512(兼容RS-485)、电路保护和元器件测试方面的美国军工标准MIL-STD-883G、ESD-STM5.2-1999等。“要求达到这些标准而进行相关测试测量的厂商就是我们的实际客户,值得大家借鉴。”陈文权表示,“从MSO/DPO4000和DPO3000系列示波器,到电源分析捆绑解决方案,即电源测量模块软件、探头、校准工具,泰克公司拥有完善的一系列电源测量工具,并不断更新换代,跟进相应标准的出台,可很好地满足LED照明应用开发的测试测试测量需求,帮助克服应用方面的各种挑战,进而降低总体开发成本。”

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