LED驱动电源测试【LED驱动电源测试与过CE认证解析】

  摘要:分析LED驱动电源应该具备的几个特点以及与CE认证联系   关键词:LED驱动电源;CE认证;检测   中图分类号:TM910.2文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2012) 01-0000-02
  LED Driver Power Supply Test and Had CE Certification Resolution
  Kang Yan
  (Fujian Metrology Institute,Fuzhou350003,China)
  Abstract:The analysis of the LED driver power supply should have several features,as well as CE certification
  Keywords:LED driver power supply;CE certification;Detection
  CE标志是一种安全认证标志,被视为制造商打开并进入欧洲市场的护照。
  CE是法文“Conformite Europeene”的缩写,意为“符合欧洲(标准)”。“CE Marking”,即CE标志,于1993年签署的欧盟产品指令98/68/EEC中被正式提出,CE标志成为欧盟国家统一的强制性产品认证标志。换言之,没有CE标志,就不能进入欧盟市场。产品上施加CE标志,意味着其制造商宣告:该产品符合欧洲的健康、安全、环保和消费者保护等相关法律所规定的基本要求。
  CE标志的意义在于:用CE缩略词为符号表示加贴CE标志的产品符合有关欧洲指令规定的主要要求(Essential Requirements),并用以证实该产品已通过相应的合格评定程序或制造商对产品符合相关欧洲指令的自我声明。对于那些高危险性的设备或那些没有欧洲标准的产品,必须要有公告机构(Notify Body)的评估意见来作为制造商进行自我符合性声明和标贴CE标志的基础。
  近几年LED作为新型节能光源在全球和中国都赢得得了很高的投资热情和极大关注,并由户外向室内照明应用市场渗透,中国也涌现出大大小小上万家LED照明企业。让LED照明大放异彩的最主要原因正是其宣扬的具有节能、环保、长寿命、易控制、免维护等特点。
  然而颇具讽刺意味的是,我们常常听闻由于LED驱动电源本身的寿命直接拖累LED照明灯具变得并不“长寿”,极大地增加了维护使用成本;或者驱动电源的效率不高导致LED照明灯具的能效转换比并不是想象中那么高,或者由于输出电流纹波没有得到很好的控制影响了发光品质,使得LED照明的绿色节能优势大打折扣,甚至影响了市场普及。因此,LED产业链的完善和成熟,驱动电源也是其中重要的一环。但现状是LED驱动电源的设计和品质局限却日益成为LED产业发展的“后腿”,因此电源模块厂商、灯具制造商都越来越重视采用先进的测试测量技术和方案。
  LED驱动电源的可靠性和能效是测试关键。那么,真正高品质的LED驱动电源应该具备什么样的特点或者说应该满足那些要求才能通过CE认证要求呢?本文总结出以下主要的几个方面:
  1.高可靠性和寿命:驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配,特别对像LED路灯的驱动电源,因为装在高空,维修不方便,维修的花费也大;
  2.高效率:对于电源安装在LED灯具内的结构,这一点尤为重要。因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降,所以LED的散热非常重要。电源的效率高,它的耗损功率小,在灯具内发热量就小,也就降低了灯具的温升,对延缓LED的光衰有利。
  3.高功率因数:随着社会对供电质量的要求不断提高,人们越来越关注用电设备带来的电能质量和谐波问题。如欧盟已经发布标准,规定功率大于25W的电源设备必须具备功率因数校正电路。而其他很多国家对于30~40W的LED驱动电源,据说不久也将可能会对功率因数方面有一定的指标要求。
  4.恒流驱动:现在通行的有两种:一种是一个恒压源供多个恒流源,每个恒流源单独给每路LED供电。这种方式组合灵活,一路LED故障,不影响其他LED的工作,但成本会略高一点。另一种是直接恒流供电,LED串联或并联运行。它的优点是成本低一点,但灵活性差,还要解决某个LED故障不影响其他LED运行的问题。
  5.PWM分析和输出纹波测量助力进军高端市场。真正节能的家用LED照明产品最终是要具有调光功能的,目前也是欧美等高端市场的需求,今后在其他国家和市场也会逐步普及。LED调光的最新技术是PWM,通过产生不同脉宽的PWM信号,控制功率器件的开启和关断的比例,从而达到调节输出光通量的目的。相比于其他调光方式,PWM调光不改变LED流过的电流大小,灯具不会出现偏色,也避免了电阻调光带来的能量损失,保持了LED照明的高效率。
  适当的输出纹波:纹波是加在直流输出电压上的交流电压,也是LED电源测试中的一个重要测量参数。纹波电流越大,电源成本就越低,但光输出会因此受到影响,而且会提高LED结温进而影响LED性能,甚至严重降低LED的使用寿命(经验显示,结温每升高10℃使用寿命就缩短一半)。因此准确地测量纹波就显得十分重要。输出纹波会影响LED的光输出效果。但减小纹波需要使用更高品质和容量的电容。为提高电源整体的使用寿命,设计师往往倾向于采用无电容方案。工程师必须在输出纹波指标上确定折中方案。
  6.浪涌保护:LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。有些LED灯装在户外,由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入,保护LED不被损坏的能力。LED灯的驱动电源受安装环境条件的影响,很容易受到电磁干扰,特别是雷击干扰。为此,驱动电源在设计一阶段就要考虑这个问题,并且要达到一定的标准。例如,防雷要求要达到D级,线线之间电压承受±6kV,线地之间±6kV,在产品试验过程中,直流输出范围与正常服务条件一致:DC输出电压的波动应在±10%以内;在试验过程中或试验结束后,驱动电源运行时一不应有报警、错误报警等等。
  7.保护功能:电源除了常规的保护功能外,最好在恒流输出中增加LED温度负反馈,防止LED温度过高,要符合安规和电磁兼容的要求。将固定电阻换成随温度变化的电路,即可实现对LED电流的温度管理。在感测温度,元件电阻可达4.7KΩ,且容许误差值为±5℃(标准系列)或±3℃(容许误差值精确系列)。像所有半导体一样,LED的最高容许结点温度不能超过,以免导致过早老化或者完全失效。如果结点温度要保持在临界值以下,那么外界温度升高时,最高容许正向电流则必须下降。不过,如果运用散热器,在特定的外界温度时正向电流可以增加。
  8.防护方面:对灯具外安装型结构,电源结构要防水、防潮,外壳要耐晒。散热是确保电子屏长期稳定工作的重要设计项目。散热,即把屏内因工作产生的热量及时带走,以保持屏内空气温度与器件工作温度处于正常的要求范围。同时它能有效地解决屏内防尘、防湿与防腐等问题。
  综观LED数码管的防护措施,基本上都是在两端堵头上进行外部防护,从数码管的工作环境上分析,根据使用区域的不同,数码管要能承受高温、严寒、日晒、雨淋、干燥等各种恶劣环境因素的考验,管内线路板的防护才是解决问题之根本,常规的只是对外部进水进行防护的措施根本无法达到数码管的真正防护目的,无法遏制数码管居高不下的年损坏率。
  要使LED数码管的年损坏率下降,仅仅外壳防护是不够的,必须要对管内线路板进行有效防护,确立的“双重防护”方案,经大量户外苛刻的试验,测试结果表明:进行线路板“特殊防护”和外壳“硅胶防护”的“双重防护”下,护栏管无论在何种恶劣气候环境下,其损坏率仅是电子元件的早期失效率,在原材料进行有效控制的情况下,护栏管的年损坏率完全可以控制在1%以内,从而,大大节约了高损坏率带来的巨大浪费。
  9.出口欧盟国家需要通过包括安全认证测试(LVD)和电磁兼容性认证测试(EMC)。在欧盟CE认证指令89/336/EEC中,规定了家电的电磁兼容性(EMC:Electromagnetic Compatibility Directive)要求:设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境的任何事物构成影响或不能承受的电磁干扰的能力。电磁兼容性要求包含两个方面:一是,电磁干扰(EMI:Electromagnetic Interference),对于电器设备运作时所产生的干扰,影响临近电子产品之正常功能。要求所产生的骚扰不妨碍其它电气装置、设备或系统的正常工作;二是,电磁耐受能力(EMS:Electromagnetic Susceptibility),电器设备运作时对外界环境所产生之干扰的忍受程度或抵抗能力,换言之是要求家电产品具有一定抗电磁干扰的能力,其性能不因外部电磁干扰而降低。
  总的来说,要达到高品质的驱动电源设计标准,就需要进行全面的测试测量分析。真正高品质的LED驱动电源应该具备以上几个特点或者应该满足上述要求才能通过CE认证,只有达到这些项目的要求,才能让你的产品顺利的进军到欧美各个国家的高端市场。
  因此,贴有“CE”标志的产品CE认证对企业来说有着重要的意义――是企业对消费者的一种承诺,能增加消费者对产品的信任程度,是进入欧盟市场的必备条件之一;增加客户的购买力,也是国外客户下定单的最基要求服从权力,为产品“买安全保险”的行为,确保产品安全性;提高产品的品质和提升企业的制造水平面,CE认证是很多欧洲客户的基本要求。
  参考文献:
  [1]方佩敏.LED的发展概况[J].今日电子,2006,8
  [2]王大鹏,陈昌龙.新型白光LED驱动电路[J].现代显示,2006,6

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