驱动电源测试指标体系及其测试方法

LED驱动电源测试指标体系及其测试方法提纲LED驱动电源LED驱动电源测试相关标准LED驱动电源测试指标体系LED驱动电源测试方法工程测试应用与分析结束语以绿色5mmLED举例说明：电压3.5V时，LED电流为标准值20mA，正常工作当电压3.8V时，LED电流为50mA，已超过LED的正常使用标准，其寿命及光衰会大幅度恶化当电压4.2V时，LED电流为110mA，LED将很快损坏。电压增加10％，电流增加100％以上（1）LED驱动特性Vf-I非线性关系，Vf＝Von＋I×Rd光通量与驱动电流成正比微小的电流波动也会对LED的寿命与光衰产生极大影响→LED最好恒流驱动1.LED驱动电源＋（2）LED驱动电源的重要性驱动电源是大功率LED灯具工作的必需部件LED需要恒流驱动，如果驱动精度不高、性能不稳定→LED灯光衰、失效、损坏LED器件本身寿命高达10万小时，但驱动电源寿命远低于10万小时，影响整个灯具的寿命光效是LED最主要指标，驱动环节效率不高影响整体光效，目前驱动环节的效率一般在70－90％LED驱动目前主流采用高频开关方式，引发电磁兼容EMC问题1.LED驱动电源（3）LED驱动电源主要要求恒流（或至少恒压）高效率高可靠性良好电磁兼容EMC电气安全性好1.LED驱动电源2.LED驱动电源测试相关标准（1）国外相关标准国外已有LED相关标准18个标准号标准名称类型1Version1.1，2008.12.19ENERGYSTARProgramRequirementsforSolid-StateLightingLuminairesEligibilityCriteria能源之星SSL灯具程序要求合格标准美国能源部DOE能源之星2Version1.0，2009.12.03ENERGYSTARProgramRequirementsforIntegralLEDLampsEligibilityCriteria能源之星整体式LED灯程序要求合格标准美国能源部DOE能源之星32008.9.30ENERGYSTARManufacturer’sGuideforQualifyingSolid-StateLightingLuminaires能源之星SSL灯具认证的制造商导则美国能源部DOE能源之星4ANSIC78.377-2008Specificationforthechromaticityofsolidestatelightingproducts固态照明产品的色度测试标准美国国家标准学会ANSI5ANSIC82.SSL1SSLPowerSupply固态照明电源ANSI6ANSI/IESRP-16-05NomenclatureandDefinitionsforIlluminatingEngineering,IncludesAddendum照明工程的命名和定义，其中附录a：是照明术语和定义。提供了有关固态照明行业标准定义的术语ANSI标准号标准名称类型7CIE127-2007MeasurementofLEDsLED的测量国际照明委员会CIE8CIE177-2007ColourRenderingofWhiteLEDLightSources白光LED光源的显色性CIE9IEC60747-12-3Semiconductordevices－part12-3:optoelectronicdevices–Blankdetailspecificationforlight-emittingdiodes–Displayapplication半导体器件第12-3部分：光电子器件显示用发光二极管空白详细规范国际电工委员会IEC10IEC61347-2-13Lampcontrolgear–Part2-13:ParticularrequirementsforDCorACsuppliedelectroniccontrolgearforLEDmodules灯的控制装置第2-13部分：LED模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求IEC11IEC62031LEDmodulesforgenerallighting–Safetyspecifications通用照明用LED模块－安全规范IEC12IEC62384-2006DCorACsuppliedelectroniccontrolgearforLEDmodules-PerformancerequirementsLED模块之交直流电源电子控制装置－性能要求IEC2.LED驱动电源测试相关标准标准号标准名称类型13IEC60838-2-2-2006Miscellaneouslampholders.Particularrequirements.ConnectorsforLED-modules各式灯座第2-2部分特殊要求LED模块用连接器IEC14IESNATM-21-08LumendepreciationlifetimeestimationmethodofLEDLightsourcesLED光源的流明衰减寿命估计方法

北美照明工程学会IES15IESLM79-08ElectricalandPhotometricMeasurementsofSolid-StateLightingProducts固态照明产品电气和光度测量IES16IESLM80-08Approvedmethod:measuringLumenmaintenanceofLEDLightSource批准的方法：测量LED光源光通量维持IES17UL8750OutlineofInvestigationforLight-EmittingDiodeLightSourcesforUseinLightingProductsLED光源用于照明产品的检测大纲美国安全检测实验室公司UL18JISC8152-2007Measuringmethodsofwhitelightemittingdiodeforgenerallighting一般照明用白光发光二极管的测量方法日本国标JIS2.LED驱动电源测试相关标准2.LED驱动电源测试相关标准1）ENERGYSTAR®ProgramRequirementsforSolid-StateLightingLuminairesEligibilityCriteria–Version1.1美国能源部（DOE）能源之星,2008.12.19最终稿适用范围：用于通用照明或兼有通用照明和装饰照明、住宅或商业场合、联结到电网的SSL产品不适用范围：用于指示或纯装饰的；在现有装置上改造的涉及驱动电源的指标：待机功耗：0；集成有使用状态、人员移动监测，光控，可独立寻址装置的灯具不超过0.5W保修期：3年自动光控：功率大于13W的户外住宅灯具需有基于光传感器的白天自动关灯功能，手动或测试操作24H内控制可自动恢复2.LED驱动电源测试相关标准功率因数：住宅用≥0.7，商业用≥0.9最低工作温度：户外用灯具的电源须－20℃或以下电源盒或制造商指定温度测量点的最大测量温度：不超过制造商推荐最大值输出工作频率：≥120Hz（含稳态和调光）EMC：住宅用符合FCC(美联邦通信委)47CFRPart 15/18ConsumerEmissionLimits

商业用符合FCC47CFRPart15/18Non- consumerEmissionLimits噪声：A声级瞬变保护：电源符合IEEEC.62.41-1991A级；线路瞬变应由2.5KV100KHz环波7次冲击（含共模和差模）2.LED驱动电源测试相关标准2）ENERGYSTAR®ProgramRequirementsforIntegralLEDLampsEligibilityCriteria–Version1.0美国能源部（DOE）能源之星，2009.12.03最终稿，2010年8月31日生效适用范围：非标或用于替换标准白炽灯、装饰灯、反射灯等的整体式LED灯（LED灯＋集成驱动器＋通过ANSI标准灯座/插座接到供电支路的ANSI标准底座）。考虑了节能性和与原灯的相似性。涉及驱动电源的指标：功率因数：5W以下和低压灯无最低要求；5W以上 ≥0.7最低工作温度：－20℃或以下（整灯）工作频率：≥150Hz（含稳态和调光）EMC：整灯符合FCC47CFRPart15(consumeruse)噪声：整灯在A声级之内瞬变保护：驱动电源符合IEEEC.62.41-1991A级；线路瞬变应由2.5KV100Hz环波7次冲击（含共模和差模）工作电压：交流120、240、277V；或交直流12、24V效率：只有整灯光效限制寿命：只有整灯寿命L70（装饰灯15000H，所有其他灯25000H）保修期：3年2.LED驱动电源测试相关标准3）UL8750-2009：StandardforSafetyforLightEmittingDiode(LED)EquipmentforUseinLightingProducts美国ANSI/UL（UnderwritersLaboratoriesInc）,覆盖工作在400-700nm可见光谱的光源或其他照明设备的LED设备及其部件，包括LED驱动器，控制器，LED阵列，LED模块，壳体。2009.11.18涉及驱动电源的性能测试：测试环境：房间，温度，供电条件输入电流、功率：额定负载和额定输入电压下不超过110％额定值工作温度：部件，电气绝缘体，表面绝缘电压耐久测试2.LED驱动电源测试相关标准异常测试：部件故障，输出加载50W功率点测试漏电流测试环境测试：防湿，防水。4）IEC62384-2006：DCorACsuppliedelectroniccontrolgearforLEDmodules-Performancerequirements

等效国标：GB/T24825-20095）IEC61347-2-13:2006：Lampcontrolgear–Part2-13:ParticularrequirementsforDCorACsuppliedelectroniccontrolgearforLEDmodules

等效国标：GB19510.14-20092.LED驱动电源测试相关标准（2）国内相关标准国内已有LED相关标准39个2.LED驱动电源测试相关标准标准号标准名称类型1GB/T24823-2009普通照明用LED模块性能要求国标2GB/T24824-2009普通照明用LED模块测试方法国标3GB/T24825-2009LED模块用直流或交流电子控制装置性能要求国标4GB/T24826-2009普通照明用LED和LED模块术语和定义国标5GB/T24827-2009道路与街路照明灯具性能要求国标6GB/T24819-2009普通照明用LED模块安全要求国标7GB19510.14-2009灯的控制装置第14部分：LED模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求国标8GB19651.3-2008杂类灯座第2-2部分：LED模块用连接器的特殊要求国标9GB/T8904.3-2002半导体器件第12-3部分:光电子器件显示用发光二极管空白详细规范国标10SJ/T11393-2009半导体光电子器件-功率发光二极管空白详细规范工信部行业标准11SJ/T11394-2009半导体发光二极管测试方法工信部行业标准12SJ/T11395-2009半导体照明术语工信部行业标准13SJ/T11396-2009氮化镓基发光二极管用蓝宝石衬底片工信部行业标准14SJ/T11397-2009半导体发光二极管用荧光粉工信部行业标准15SJ/T11398-2009功率半导体发光二极管芯片技术规范工信部行业标准16SJ/T11399-2009半导体发光二极管芯片测试方法工信部行业标准17SJ/T11400-2009半导体光电子器件小功率发光二极管空白详细规范工信部行业标准18SJ/T11401-2009半导体发光二极管产品系列型谱工信部行业标准2.LED驱动电源测试相关标准19SJ/T11281-2007发光二极管（LED）显示屏测试方法信产部行标20SJ/T11141-2003LED显示屏通用规范信产部行标21SJ/T2355-2005半导体发光器件测试方法信产部行标22SJ/T10263-91电子元器件详细规范半导体集成电路CD7666GP型双五点LED电平显示驱动器信产部行标23SJ/T10258-91电子元器件详细规范半导体集成电路CD1405CP型五点LED电平显示驱动器信产部行标24SJ/T10077-91电子元器件详细规范半导体集成电路CJ75491型MOS-LED显示驱动器信产部行标25SJ/T10947-1996电子元器件详细规范FG341052、FG343053型半导体绿色发光二极管信产部行标26SJ/T10948-1996电子元器件详细规范FG313052、FG314053、FG313054、FG314055型半导体红色发光二极管信产部行标27SJ52146/1-96GS1113型LED红色数码管详细规范信产部行标28SJ50033/147-2000半导体光电子器件GF1121型LED指示灯详细规范信产部行标29LB/T001-2008整体式LED路灯的测量方法半导体照明产业联盟行标30LB/T002-2009半导体照明试点示范工程LED道路照明产品技术规范半导体照明产业联盟行标2.LED驱动电源测试相关标准31JT/T606.3-2004高速公路监控设施通信规程第3部分：LED可变信息标志交通部行标32JTT597-2004LED车道控制标志交通部行标33TB/T3085.1-2003铁道客车车厢用灯第1部分：卧铺车厢用LED地灯铁道部行标34TB/T3085.2-2003铁道客车车厢用灯第2部分：卧铺车厢用LED床头阅读灯铁道部行标35GA/T484-2004LED道路交通诱导可变标志公安部行标36DB35/T810-2008普通照明用LED灯具(固定式、可移式、嵌入式)福建地方标准37DB44/T609-2009

LED路灯广东地方标准38DB31/T468.1-2009采用LED技术的照明工程施工与验收规范第1部分：施工规范上海地方标准39DB31/T468.2-2009采用LED技术的照明工程施工与验收规范第2部分：验收规范上海地方标准2.LED驱动电源测试相关标准1）GB/T24825-2009:LED模块用直流或交流电子控制装置性能要求国标，针对使用250V以下直流电源和50/60Hz1000V以下交流电源、工作频率不同于电源频率的电子控制装置，2009.12.15发布，2010.05.01生效涉及驱动电源的指标：输出电压电流：启动值，工作值线路总功率：≤110％声称值线路功率因数：与标志值差异≤0.05电源电流：与标志/宣称值差异≤10％声频阻抗2.LED驱动电源测试相关标准异常条件下的工作试验：开路，短路耐久性：温度循环冲击试验，电源电压开关试验，工作耐久性试验能效等级：非隔离式，隔离式2）GB19510.14-2009：灯的控制装置第14部分：LED模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求国标，对象类似1），2009.10.15发布，2010.12.01生效涉及驱动电源的指标：防止意外接触带电部件的措施：绝缘/接地/接线端子介电强度爬电距离和电气间隙异常状态合格性：恒压型/恒流型，开路/过载/短路2.LED驱动电源测试相关标准3）LB/T001-2009整体式LED路灯测量方法行业标准，国家半导体照明工程研发及产业联盟，针对交流50Hz/220V电源供电的并在内置控制器（自镇流）或外置控制器驱动下稳定工作的用于道路和街路照明的整体式LED路灯涉及驱动电源的指标：基本电学性能：电压/电流/功率/功率因数/频率(列出)EMC：无线电骚扰（GB17743），电磁兼容抗扰度（GB/T18595），输入谐波电流2.LED驱动电源测试相关标准4）LB/T002-2009：半导体照明试点示范工程LED道路照明产品技术规范行业标准，国家半导体照明工程研发及产业联盟，针对220V50Hz交流供电的LED道路照明产品，2009.10.01发布，2009.11.01实施涉及驱动电源的指标：功率因数：整灯≥0.9防护要求：IP65EMC：无线电骚扰（GB17743），电磁兼容抗扰度（GB/T18595），输入谐波电流（GB17625.1）2.LED驱动电源测试相关标准3.LED驱动电源测试指标体系（1）输入特性指标输入电流：额定负载和额定输入电压下不超过110％额定值输入功率：额定负载和额定输入电压下不超过110％额定值输入电压精确度输入频率精确度输入电流谐波输入电压谐波功率因数待机功耗（2）输出特性指标输出电压：启动值，工作值恒压型恒压特性：稳压系数，电网调整率，电压调整率，负载调整率，精度，电压温度系数输出电流：启动值，工作值恒流型恒流特性：稳流系数，电网调整率，电压调整率，负载调整率，精度，电流温度系数工作频率:PWM至少100Hz以上,人眼才不会感到闪烁;一般200Hz~1KHz效率输出纹波：电压（恒压型）/电流（恒流型）3.LED驱动电源测试指标体系VI纹波电流输出纹波电压/电流的原因：高频开关方式特点，频率100－100KHz纹波危害：功率损失；接地电容发热（一般均采用电解电容,发热会造成容值改变,甚至漏电解液,造成短路,烧PCB的状况发生）（3）暂态特性指标开机过冲幅值：电压（恒压型）/电流（恒流型）开机时间关机时间负载突变响应： 电压(恒压型)过冲幅值电流(恒压型)过冲幅值响应时间3.LED驱动电源测试指标体系（4）保护特性指标开路：有/无，保护方式短路：有/无，保护方式过载：有/无，保护点，保护方式过温：有/无，保护点，保护方式3.LED驱动电源测试指标体系（5）EMC特性指标1）EMI（GB17743＋GB17625.1）传导发射骚扰（电压）：电源端子，负载端子，控制端子辐射电磁骚扰（场强）谐波电流发射2）EMS（GB/T18595＋GB/T17626）射频电磁场辐射抗扰度工频磁场抗扰度电快速瞬变脉冲群抗扰度射频场感应的传导骚扰抗扰度电压暂降、短时中断、电压变化抗扰度静电放电抗扰度浪涌抗扰度3.LED驱动电源测试指标体系（6）环境适应性指标工作温度：上下限工作湿度：上下限存放温度：上下限存放湿度：上下限防护等级：防湿，防水，防尘，防腐蚀气体抗振：上限振幅、频率3.LED驱动电源测试指标体系（7）电气安全特性指标绝缘耐压绝缘电阻接地电阻漏电流介电强度爬电距离电气间隙3.LED驱动电源测试指标体系（8）可靠性及其他指标寿命耐久性：温度循环冲击次数，电源电压开关次数，工作耐久性H噪声等级保修期3.LED驱动电源测试指标体系4.LED驱动电源测试方法（1）输出电压特性测试方法绝对稳压系数：K1=△U0/△Ui25℃及额定负载，△U0为输出直流变化量，△Ui为输入电网变化量电网调整率：K2=△U0/U0n25℃及额定负载，△U0为输入电网电压由额定±10%时输出U0的变化量，U0n为标称输出电压电压调整率：K3=△U0/U0n25℃及额定负载，△U0为输入电压上下限时输出电压与标称输出电压U0n的最大偏差负载调整率：K4=△U0/U0n25℃及标称输入电压，△U0为额定负载下输出电压U0n与空载或最小负载下输出电压的偏差输出电压精度K5=△U0/U0n

标称输入电压和额定负载下，△U0为输出电压测量值与标称值U0n之间的差值电压温度系数K6=△U0/（U0n×△T）把电源放在温度控制箱内，在标称输入电压和额定负载下，U0n为25℃环境温度下的输出电压，U0h为控制箱温度升到最高工作温度并稳定15~30分钟后的输出电压，U0l为控制箱温度降到最低工作温度并稳定15~30分钟后的输出电压，△U0为U0h、U0l与U0n的偏差，△T为最高工作温度、最低工作温度与25℃的偏差。

K6为最高温度下、最低温度下分别计算出的温度系数的大值。4.LED驱动电源测试方法（2）输出电流特性测试方法绝对恒流系数：K1=△I0/△Ui25℃及额定负载，△I0为输出直流电流变化量，△Ui为输入电网变化量电网调整率：K2=△I0/I0n25℃及额定负载，△I0为输入电网电压由额定±10%时输出电流I0的变化量，I0n为标称输出电流电压调整率：K3=△I0/I0n25℃及额定负载，△I0为输入电压上下限时输出电流与标称输出电流I0n的最大偏差负载调整率：K4=△I0/I0n25℃及标称输入电压，△I0为额定负载下输出电流I0n

与空载或最小负载下输出电流的偏差4.LED驱动电源测试方法输出恒流精度K5=△I0/I0n

标称输入电压和额定负载下，△I0为输出电流测量值与标称值I0n之间的差值电流温度系数K6=△I0/（I0n×△T）把电源放在温度控制箱内，在标称输入电压和额定负载下，I0n为25℃环境温度下的输出电流，I0h为控制箱温度升到最高工作温度并稳定15~30分钟后的输出电流，I0l为控制箱温度降到最低工作温度并稳定15~30分钟后的输出电流，△I0为I0h、I0l与I0n的偏差，△T为最高工作温度、最低工作温度与25℃的偏差。

K6为最高温度下、最低温度下分别计算出的温度系数的大值。4.LED驱动电源测试方法4.LED驱动电源测试方法（3）效率测试方法效率＝输出功率W0/输入功率Wi25℃、标称输入电压和额定负载下输入功率Wi：直流输入时＝输入直流电压×输入直流电流交流输入时＝视在功率？有功功率？辅助电路（检测反馈、控制、比较放大、电源芯片等）由单一输入电源供电时＝主电路输入功率？主电路输入功率＋辅助电路输入功率？辅助电路由辅助电源供电时＝主电源输入功率？主电源输入功率＋辅助电源输入功率？输出功率W0＝输出直流电压U×输出直流电流I：辅助电路由直流输出供电时＝LED负载功率？LED负载功率＋辅助电路功率？有多种负载（显示、指示、音频、通信等）时＝LED负载功率？LED负载功率＋其他负载功率？有储能设备（蓄电池等）时：串行工作模式＝LED负载功率？并行工作模式＝LED负载功率？LED负载功率＋蓄电池输入功率？4.LED驱动电源测试方法4.LED驱动电源测试方法（4）空载功率测试方法平均功率法：在某设定时间段内的平均功率,可设时间要大于5min能量累积法：在某设定时间段内计算所累积的能量,再除以时间以得到功率。可设时间要大于5min，累积能量须大于200倍的分辨率。实际一般功率表都用硬件乘法器来量