LED控制裝置標(biāo)準(zhǔn)中主要性能要求的解析

LED在開始工作時(shí)，不需要預(yù)熱和觸發(fā)脈沖；在正常工作時(shí)，可以在特低安全電壓下工作，這些都是LED較其它氣體放電光源來(lái)說(shuō)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。照明LED的典型伏安特性曲線如圖1所示，LED的正常工作區(qū)域是圖中VF（0）--VF段。從該工作段可以看出，要使LED的工作穩(wěn)定，最有效的辦法是采用控制其工作電流的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)LED工作點(diǎn)的穩(wěn)定，所以對(duì)于單串的LED模塊，采用恒流源驅(qū)動(dòng)或通過(guò)調(diào)整工作電流來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)光是最可靠的首選方法。但是，如果采用恒壓電路，再外加或利用LED模塊中的恒流電路，也能達(dá)到使LED穩(wěn)定工作的目的，此時(shí)，恒壓電路和再外加或利用LED模塊中的恒流電路應(yīng)該結(jié)合起來(lái)視作為一個(gè)LED控制裝置。因?yàn)長(zhǎng)ED的熱負(fù)阻特性，所以單純的恒壓電路（例如開關(guān)電源）是不能作為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)電路的。

圖1 照明LED的典型伏安特性曲線

針對(duì)照明用LED模塊的特點(diǎn)，IEC標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布了IEC 62384:2006標(biāo)準(zhǔn)，全國(guó)照明電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)也頒布了GB/T24825-2009,該國(guó)標(biāo)不僅保留了IEC 62384的全部?jī)?nèi)容，還增加了LED控制裝置的能效要求。

一、輸出電壓和電流

1、啟動(dòng)和連接要求

LED控制裝置內(nèi)連接在輸出端的儲(chǔ)能電容，會(huì)在啟動(dòng)或連接LED時(shí)，產(chǎn)生短時(shí)間的浪涌電壓或浪涌電流，對(duì)這些浪涌電量不加以控制，可能造成LED的壽命縮短或損壞，本條的考核是為了保證控制裝置在連接輸出負(fù)載后再接通輸入電源或連接輸入電源后再接通LED負(fù)載的短時(shí)間內(nèi)，不造成LED模塊的短期超負(fù)荷運(yùn)行。

試驗(yàn)按圖2要求連接。

圖2 啟動(dòng)和連接過(guò)程的試驗(yàn)電路

試驗(yàn)步驟如下：

按LED控制裝置的標(biāo)志連接上最小的LED負(fù)載。對(duì)控制輸出電壓的控制裝置，存在多組并聯(lián)負(fù)載時(shí)，僅留下最小的一組負(fù)載。對(duì)于控制輸出電流的控制裝置，其輸出回路中每串LED的個(gè)數(shù)降到最小（可能就留一串中的一個(gè)LED）。

把數(shù)字存儲(chǔ)示波器（div）的一個(gè)通道CH1連接于電流取樣電阻上（取樣電阻R≥0.5Ω，無(wú)感電阻），另一個(gè)通道CH2連接于LED模塊的電壓取樣端（上端）。示波器的接地端連接在電壓/電流測(cè)量的公共端子上。把數(shù)字存儲(chǔ)示波器設(shè)置在自動(dòng)觸發(fā)采樣模式，記錄時(shí)間≥2s.積分時(shí)段也設(shè)置為0~2s.

注意：示波器的測(cè)量探頭不應(yīng)采用差分隔離探頭，否則無(wú)法采集到流過(guò)LED的直流分量。

先閉合S2,把電源電壓調(diào)整到額定值，再合上S1,此時(shí)示波器記錄的有效值即為控制裝置提供給LED模塊的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)電壓值，應(yīng)不超過(guò)所配用的LED模塊額定值（電壓和/或電流）的1.1倍。同時(shí)，這一測(cè)量值也不得超過(guò)LED控制裝置標(biāo)稱的最大輸出電流或最大輸出電壓。

完成上述測(cè)量后，斷開S1和S2,等待15分鐘后先閉合S1,示波器的設(shè)置同上，再閉合S2,此時(shí)示波器記錄的有效值即為控制裝置工作后再連接LED模塊時(shí)的連接電流和連接電壓值，也不應(yīng)超過(guò)所配用的LED模塊額定值（電流和/或電壓）的1.1倍。同時(shí)，這一測(cè)量值也不得超過(guò)LED控制裝置標(biāo)稱的最大輸出電流或最大輸出電壓值。

注：上述測(cè)量中，示波器應(yīng)設(shè)定在具有測(cè)量交流和直流（包括脈動(dòng)直流）的狀態(tài)，所測(cè)量的值應(yīng)是包含直流（脈動(dòng)直流）和交流分量，其積分后的值應(yīng)是真有效值（RMS）。

2、工作期間的電壓和電流

在進(jìn)行本條檢驗(yàn)前，應(yīng)對(duì)受試樣品按標(biāo)準(zhǔn)5.2和/或5.3條進(jìn)行分類，只有進(jìn)行了正確的分類，才能對(duì)號(hào)入座地完成標(biāo)準(zhǔn)6.1.2條并正確完成本章對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)。對(duì)于LED控制裝置的設(shè)計(jì)，也必須先要按這一章要求進(jìn)行輸出特性的定位。可以按以下方法分類：

（1）控制輸出電壓的LED 控制裝置

LED控制裝置如果具有穩(wěn)定的輸出電壓，則應(yīng)在產(chǎn)品上標(biāo)明“額定輸出電壓”,并且應(yīng)相應(yīng)標(biāo)明“最大輸出電流”或“最大輸出功率”.此類LED控制裝置應(yīng)該屬于AC/DC轉(zhuǎn)換（包括開關(guān)式AC/DC轉(zhuǎn)換）的穩(wěn)壓電源。它的特性是在一定的負(fù)載電流范圍內(nèi)，輸出電壓幾乎不變化。并且當(dāng)電源電壓在±10%的范圍變化時(shí)，其輸出電壓幾乎不變。即從控制裝置的輸出端看進(jìn)去，具有很低的輸出電阻。因?yàn)長(zhǎng)ED具有較明顯的“溫度負(fù)阻特性”,即當(dāng)LED工作時(shí)，隨著PN結(jié)結(jié)溫的升高，其PN結(jié)的正向工作電壓會(huì)呈線性下降，所以上述具有穩(wěn)定輸出電壓的LED控制裝置，只適用于自身帶有限流裝置的LED模塊（最起碼有一個(gè)電阻限流），否則對(duì)于功率較大的照明LED是無(wú)法正常工作的。

圖3 控制輸出電壓的LED控制裝置試驗(yàn)電路

LED控制裝置如果不具有穩(wěn)定的輸出電壓，即當(dāng)其負(fù)載在額定范圍內(nèi)變化時(shí)或者電源電壓在額定值的±10%范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓會(huì)在一個(gè)范圍內(nèi)明顯變動(dòng)。此類LED控制裝置從輸出端看進(jìn)去，輸出內(nèi)阻抗比具有恒定電壓輸出式的LED控制裝置要高，但明顯低于控制電流輸出式的LED控制裝置。此類電路在連接LED工作時(shí)可以用較小的限流阻抗能使LED正常工作。此類LED控制裝置也應(yīng)標(biāo)注額定輸出電壓和最大輸出電流。

控制輸出電壓的LED控制裝置最明顯的特點(diǎn)是，在它的額定電壓條件下，輸出電路在輕負(fù)載（例如20%~30%負(fù)載率）和滿負(fù)載條件下，其輸出電壓變化不大（輸出電壓變化率一般不大于30%），但如果在每一單路額定輸出回路中再多串一個(gè)LED 將不能正常工作。