LED在開始工作時，不需要預熱和觸發(fā)脈沖；在正常工作時，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說獨特的優(yōu)點。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實現(xiàn)LED工作點的穩(wěn)定，所以對于單串的LED模塊，采用恒流源驅動或通過調整工作電流來實現(xiàn)調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，也能達到使LED穩(wěn)定工作的目的，此時，恒壓電路和再外加或利用LED模塊中的恒流電路應該結合起來視作為一個LED控制裝置。因為LED的熱負阻特性，所以單純的恒壓電路（例如開關電源）是不能作為LED驅動電路的。
圖1 照明LED的典型伏安特性曲線
針對照明用LED模塊的特點，IEC標準化組織發(fā)布了IEC 62384:2006標準，全國照明電器標準化技術委員會也頒布了GB/T24825-2009,該國標不僅保留了IEC 62384的全部內(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、啟動和連接要求
LED控制裝置內(nèi)連接在輸出端的儲能電容，會在啟動或連接LED時，產(chǎn)生短時間的浪涌電壓或浪涌電流，對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載后再接通輸入電源或連接輸入電源后再接通LED負載的短時間內(nèi)，不造成LED模塊的短期超負荷運行。
試驗按圖2要求連接。
圖2 啟動和連接過程的試驗電路
試驗步驟如下：
按LED控制裝置的標志連接上最小的LED負載。對控制輸出電壓的控制裝置，存在多組并聯(lián)負載時，僅留下最小的一組負載。對于控制輸出電流的控制裝置，其輸出回路中每串LED的個數(shù)降到最小（可能就留一串中的一個LED）。
把數(shù)字存儲示波器（div）的一個通道CH1連接于電流取樣電阻上（取樣電阻R≥0.5Ω，無感電阻），另一個通道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/電流測量的公共端子上。把數(shù)字存儲示波器設置在自動觸發(fā)采樣模式，記錄時間≥2s.積分時段也設置為0~2s.
注意：示波器的測量探頭不應采用差分隔離探頭，否則無法采集到流過LED的直流分量。
先閉合S2,把電源電壓調整到額定值，再合上S1,此時示波器記錄的有效值即為控制裝置提供給LED模塊的啟動電流和啟動電壓值，應不超過所配用的LED模塊額定值（電壓和/或電流）的1.1倍。同時，這一測量值也不得超過LED控制裝置標稱的最大輸出電流或最大輸出電壓。
完成上述測量后，斷開S1和S2,等待15分鐘后先閉合S1,示波器的設置同上，再閉合S2,此時示波器記錄的有效值即為控制裝置工作后再連接LED模塊時的連接電流和連接電壓值，也不應超過所配用的LED模塊額定值（電流和/或電壓）的1.1倍。同時，這一測量值也不得超過LED控制裝置標稱的最大輸出電流或最大輸出電壓值。
注：上述測量中，示波器應設定在具有測量交流和直流（包括脈動直流）的狀態(tài)，所測量的值應是包含直流（脈動直流）和交流分量，其積分后的值應是真有效值（RMS）。
2、工作期間的電壓和電流
在進行本條檢驗前，應對受試樣品按標準5.2和/或5.3條進行分類，只有進行了正確的分類，才能對號入座地完成標準6.1.2條并正確完成本章對應的試驗。對于LED控制裝置的設計，也必須先要按這一章要求進行輸出特性的定位?？梢园匆韵路椒ǚ诸悾?/p>
（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，則應在產(chǎn)品上標明“額定輸出電壓”,并且應相應標明“最大輸出電流”或“最大輸出功率”.此類LED控制裝置應該屬于AC/DC轉換（包括開關式AC/DC轉換）的穩(wěn)壓電源。它的特性是在一定的負載電流范圍內(nèi)，輸出電壓幾乎不變化。并且當電源電壓在±10%的范圍變化時，其輸出電壓幾乎不變。即從控制裝置的輸出端看進去，具有很低的輸出電阻。因為LED具有較明顯的“溫度負阻特性”,即當LED工作時，隨著PN結結溫的升高，其PN結的正向工作電壓會呈線性下降，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（最起碼有一個電阻限流），否則對于功率較大的照明LED是無法正常工作的。
圖3 控制輸出電壓的LED控制裝置試驗電路
LED控制裝置如果不具有穩(wěn)定的輸出電壓，即當其負載在額定范圍內(nèi)變化時或者電源電壓在額定值的±10%范圍內(nèi)變化時，輸出電壓會在一個范圍內(nèi)明顯變動。此類LED控制裝置從輸出端看進去，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控制裝置也應標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是，在它的額定電壓條件下，輸出電路在輕負載（例如20%~30%負載率）和滿負載條件下，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LED 將不能正常工作。
試驗線路如圖3,對于具有穩(wěn)定輸出電壓的控制裝置，當輸入電壓在額定值的92%~106%范圍內(nèi)變化時，輸出電壓變化與LED模塊的額定電壓相比，偏差應不大于±10%,對于具有非穩(wěn)定輸出電壓的控制裝置，在額定的輸入電壓下，輸出電壓應在所配合的LED模塊的額定電壓的±10%范圍內(nèi)。
（2）控制輸出電流的LED控制裝置
控制輸出電流的LED控制裝置，如果具有穩(wěn)定的輸出電流，即內(nèi)部具有恒流源電路，應在產(chǎn)品上標注“額定輸出電流”和“最高輸出電壓”.具有恒流特性的LED控制裝置的最大特征是，從輸入端向里看，具有很高的輸出阻抗，在其輸出端連接上一組串聯(lián)的LED,只要串聯(lián)的LED正向電壓的累加值不超過其最高輸出電壓，在此范圍內(nèi)，多串幾個LED或少串幾個LED時，控制裝置都能保持輸出電流的恒定特性。從LED的工作伏安特性來看，此類控制裝置是最合適的，它不需要附加限流阻抗，可直接在輸出端連接LED負載。
控制輸出電流的LED控制裝置，如果不是有穩(wěn)定的輸出電流，即內(nèi)部具有不夠完善的恒流特性電路，例如內(nèi)部采用電感或電容限流的電路。此類電路從輸出端向里看的輸出阻抗，低于具有恒定電流輸出的控制裝置，但明顯高于控制輸出電壓型的控制裝置。此類控制裝置明顯的特征是，只要輸出端的LED串聯(lián)負載的正向工作電壓累加電壓值不高于控制裝置的最高輸出電壓值，多串幾個LED或少串幾個LED時，控制裝置的輸出電流的變化基本不超過30%,并且也能保證直接配合無附加限流阻抗的LED正常工作。
控制輸出電流的LED控制裝置的最明顯特點是，當電源電流在±10%范圍內(nèi)變動時，控制裝置不需要附加的限流阻抗可直接保證合適的LED負載正常工作。
試驗電路見圖4,對于具有穩(wěn)定輸出電流的LED控制裝置，當輸入電壓在92%~106%范圍內(nèi)變化時，輸出電流與配用的LED額定工作電流相比，偏差不大于±10%.對于不具有穩(wěn)定輸出電流的LED控制裝置，當輸入電壓為額定值時，其輸出電流與配用的LED的工作電流相比，偏差應不大于10%.
圖4 控制輸出電流的LED控制裝置試驗電路
3、容性負載的要求
LED控制裝置，除了按輸出電壓或電流來分類外，在性能方面，還具有兩類情況，一類是僅具有單一驅動LED的功能，另一類是除了具有驅動LED的功能外，還具有接收電腦控制信號端口和/或具有控制LED變色、閃動、亮暗交替等功能，即LED控制裝置內(nèi)本身具有設定的燈光邏輯變化的電路。
LED控制裝置的外接控制端口或輸出端口，如果在開機或接通電路時，外接電路中具有電容器（這里也可以理解成從LED控制裝置連接到LED的導線之間或者導線與所穿金屬管之間的分布電容），由于電容接通時其兩端電壓不能突變而可能產(chǎn)生的浪涌電流的特性，會明顯干擾控制裝置的正常工作，影響邏輯電路的運行，甚至使控制裝置內(nèi)的異常狀態(tài)（過流或防短路）保護電路動作。從而使控制裝置不能正常工作。本條款的設定就是要求LED控制裝置在接入容性負載或容性控制件時仍應保持良好的工作特性。
對于LED控制裝置，除了整體式（控制裝置和LED做成不可拆開的一體式結構）并且能看清其負載不具有電容性特征外，其它的LED控制裝置都應通過本條試驗。試驗線路見圖5.
圖5 連接容性負載的啟動過程和工作時連接容性負載過程試驗
該試驗電路中模擬電容負載中的電阻的確定要求如下：
對于控制輸出電壓的控制裝置
（無感電阻）
控制輸出電流的控制裝置
（無感電阻）
該試驗電路中模擬容性負載的電容的確定要求如下：
對于包含邏輯電路的控制輸出電壓的控制裝置
式中A為該控制裝置的最大輸出電流（安培）。
對于包含邏輯電路的控制輸出電流的控制裝置
對于不包含邏輯電路的控制輸出電壓的控制裝置
式中A為該控制裝置的最大輸出電流（安培）。
對于不包含邏輯電路的控制輸出電流的控制裝置
（1）啟動過程試驗
先閉合S2,把電源電壓調整到控制裝置的額定值，再閉合S1,從功率計上讀出相應的功率，以證明此狀態(tài)下控制裝置未轉入保護狀態(tài)。如果輸入電壓是一個范圍，則應保證在該范圍內(nèi)試驗時，控制裝置能正常工作而不轉入保護狀態(tài)，否則為不符合。
（2）工作過程試驗
先開啟S2,再閉合S1,在額定電壓閉合S2,從功率計上應讀出相應的功率，以證明此狀態(tài)下控制裝置未轉入保護狀態(tài)。如果輸入電壓是一個范圍，也應在這一范圍內(nèi)保證工作時連接容性負載不轉入保護狀態(tài)。否則為不符合。
4、開關期間與工作期間的電壓浪涌
考核要求待定。
5、線路功率因數(shù)
對比較純的正弦電源來說，功率因數(shù)應該用cosφ表示，但在諧波含量較大的場合，用電器的功率因數(shù)是各次諧波的綜合反映。所以要用λ表示。λ的含義可用下面公式來表示：
（1）
這一定義式在燈的控制裝置宣貫材料的第一章（GB19510.1/IEC61347-1）的“主要定義介紹”第5條中已經(jīng)推導過，最終可基本得出：
公式（1）中：
P-電源供給鎮(zhèn)流器和燈系統(tǒng)的有功功率。
S-電源供給鎮(zhèn)流器和燈系統(tǒng)的視在功率。
U-電源電壓
I-電源電流
由于電子控制裝置工作時，在與電源的連接導線中，既有基波電流和各次諧波的電流存在，又有控制裝置向電源泄漏反饋的高頻傳導干擾電流存在（EMI），但從定義式看，構成功率因數(shù)λ關系式的兩個基本量P和S都是電源供給控制裝置與LED模塊組合件系統(tǒng)的有功功率和視在功率，并不包括電子控制裝置反饋給電源的傳導干擾成份。因此，在檢測時，按GB17625.1/IEC 61000-3-2標準要求，在測量儀表與電子控制裝置之間應按規(guī)定加有具有5KHz帶寬的低通濾波器或采用帶有這種濾波功能的數(shù)字功率儀（例如橫河WT2010、WT3000和EM TEST等），這樣才能保證功率因數(shù)項目檢測的合理性和準確性。（有關本條款的檢測原理及詳細要求請見燈的控制裝置宣貫教材的第十九章《IEC61000-3-2標準要求及檢測原理》一文）。
電子控制裝置從進線側看，是屬于非線性元件，因此得用λ來表示功率因數(shù)。該項目的設立也是為了給安裝單位提供必須的電參數(shù)，以便于安裝配電過程的設計。只要所用的功率表、電流表和電壓表都能測量出真有效值，則所測功率因數(shù)值可用λ=P/UI得出，式中P為功率表顯示的總有功功率，U為電源電壓，I為電源電流。所測出的功率因數(shù)與標稱值相比，相差不大于±0.05則判為合格。這里對電子控制裝置的功率因數(shù)標稱方法給予一定的說明，標準中規(guī)定，當功率因數(shù)低于0.95并且電流超前電壓（容性）時，則應在功率因數(shù)值后加上c字，例如0.90c、0.85c等，對大于等于0.95或電流滯后于電壓（感性）的情況功率因數(shù)值后不加c,這樣可使安裝使用者在功率因數(shù)較低、要進行補償時能一目了然。
LED控制裝置的各項性能指標的優(yōu)劣，直接關系到照明用LED器具的整體效率和使用壽命等重要使用功能，但是對于各類電器來說，其安全指標是確保正常使用時不對使用者和周圍環(huán)境產(chǎn)生各種危害的更高一級標準要求（強制性要求）LED控制裝置只有在滿足各項安全要求的前提下，才有意義來衡量其性能指標的優(yōu)劣，而既能滿足各項安全要求，又能滿足各項性能指標的LED控制裝置，才是好產(chǎn)品。
下載文檔
