五款小功率LED驱动电源深度评测

2015-03-28编辑:探路者 关键字:LED  驱动电源
  前言

  日前,中国国家认证认可监督管理委员会发布《国家认监委关于发布强制性产品认证实施规则的公告》,其中LED驱动电源纳入3C强制认证范畴。调整新增产品自2015年9月1日起,未经认证不得擅自出厂、销售、进口或者在其他经营活动中使用。在行业发展初期,国家并没有把LED驱动电源纳入非强制性认证(CQC)体系和3C认证范围,需要认证的只有LED灯具,也就是说3C认证只是测试灯具并没有单独测试驱动电源。

  从整个行业长远的发展而言,这无疑有利于电源的健康良好发展,但同时也可能会对某一部分企业造成不小的冲击。另一方面,随着市场的膨胀,传统的电源厂商也开始纷纷推出LED电源产品,再加上众多创新型的企业不断涌现,加入了分食蛋糕的行列。

  为了深入了解目前LED驱动电源的产品品质,本期评测,新世纪LED评测室选取了深圳市展华光电有限公司(以下简称“展华”)、上海诺意光电科技有限公司(以下简称“诺意”)、深圳市莱福德光电有限公司(以下简称“莱福德”)、广东科谷电源有限公司(以下简称“科谷”)、深圳市欣锐特科技有限公司(以下简称“欣锐特”,共五款LED小功率驱动电源,特邀佛山市沃特测试技术服务有限公司作为第三方检测机构,测试工程师胡晓坤为首席评测师,从转换效率,功率因数,恒流精度,电压范围,传导骚扰,辐射骚扰(CDN法),谐波电流,浪涌等方面,深入探讨目前市面上LED小功率驱动电源的产品品质,是否达到行业的相关标准。

  本次评测样品终端销售价格

  产品外观与产品描述

  本次测试样品共有五个型号,科谷KEDH003S0350NR05;;欣锐特LQC100VA-40HNA; LF-G425A;展华WGSBE-031C030;诺意NQ2442C300,对转换效率,功率因数,恒流精度,电压范围,传导骚扰,辐射骚扰(CDN法),谐波电流,浪涌8个项目进行测试评估。本次测试项目仅为单项测试结果评估,并未包含安全,电磁兼容,能效的完整项目测试,相关结论仅为参考。

  以下为各型号标称参数列表

  测试说明

  测试时间:2014年7月28日至2014年8月7日

  测试结果及分析:测试结果数据显示顺序按照转换效率,功率因素,恒流精度(参看输出电流),输出电压,辐射骚扰(CDN法),传导骚扰,谐波电流,浪涌。试验过程中,电源输入采用制造商标称输入电压范围的最高电压和最低电压进行,同时,对中国大陆电网电压也纳入评估。控制装置输出负载采用制造商宣称的最大负载和最小负载进行,或者是采用额定负载进行。

  转换效率

  该项试验通过测量控制装置的输出功率和输入功率,通过公式计算得出转换效率:

  转换效率=输出功率÷输入功率

  试验过程中,电源输入采用制造商标称输入电压范围的最高电压和最低电压进行,同时,对中国大陆电网电压也纳入评估。控制装置输出负载采用制造商宣称的最大负载和最小负载进行,或者是采用额定负载进行。

  转换效率试验结果

  经过测试,5个型号的LED控制装置中,型号为LF-G425A的转换效率最高达到78.1%,最低时为72.1%,为5个型号中转换效率最高的;型号为LQC100VA-40HNA的转换效率最高只达到53.8%,最低时只为51.7%,为5个型号中转换效率最低的一个。

  功率因数

  该项试验依据GB/T 24825第9章节进行;试验过程中,电源输入采用制造商标称输入电压范围的最高电压和最低电压进行,同时,对中国大陆电网电压也纳入评估。控制装置输出负载采用制造商宣称的最大负载和最小负载进行,或者是采用额定负载进行。

  线路功率因素试验结果

  经过测试,5个型号的LED控制装置中,型号为NQ2442C300的功率因数最低时为0.660,最高时达到0.910,为5个型号中功率因素最高的;型号为LQC100VA-40HNA的功率因数最低时为0.460,最高时只达到了0.550,为5个型号中最低的。

  输出电流恒流精度

  该项试验依据GB/T 24825第7.2章节进行;试验过程中,电源输入采用制造商标称输入电压范围的最高电压的106%和最低电压的92%进行,同时,对中国大陆电网电压也纳入评估。控制装置输出负载采用制造商宣称的最大负载和最小负载进行,或者是采用额定负载进行。

  以下是输出电流恒流精度测试结果

  5个型号的LED控制装置中,KEDH003S0350NR05铭牌输出电流为350mA,实际输出电流为298-300mA;LF-G425A铭牌输出电流为350mA,实际输出电流为342-353mA;NQ2442C300铭牌输出电流为300mA,实际输出电流为267-294mA;LQC100VA-40HNA铭牌输出电流为100mA,实际输出电流为58-63mA;WGSBE-031C030铭牌输出电流为300mA,实际输出电流为289-292mA。经过比较,型号为LF-G425A、WGSBE-031C030两个型号的输出电流与铭牌输出电流额定值偏差在10%以内,符合标准的要求,其它3个型号偏差均超过10%,其中LQC100VA-40HNA偏差达到42%,为5个型号中最差的。

  电压范围

  在额定输出电流情况下测量输出电压。试验过程中,电源输入采用制造商标称输入电压范围的最高电压和最低电压进行,同时,对中国大陆电网电压也纳入评估。控制装置输出负载采用制造商宣称的最大负载和最小负载进行,或者是采用额定负载进行。

  以下为电压范围输出电压测量试验结果

  经过测试,5个型号的LED控制装置中,KEDH003S0350NR05铭牌输出参数为8-11VDC,实际输出参数为6.3-14.3V;LF-G425A铭牌输出参数为9-14VDC,实际输出参数为6.3-15.4V;NQ2442C300铭牌输出参数为6-12VDC,实际输出参数为2.6-12.3V;LQC100VA-40HNA铭牌输出参数为20-40VDC,实际输出参数为15.8-57.6V;WGSBE-031C030铭牌输出参数为10VDC,实际输出参数为7.6-15V。经过比较,型号为LF-G425A、NQ2442C300的两个输出参数与铭牌输出参数额定值偏差较小。

  EMC部分测试分析

  根据LED驱动电源的EMC认证经验,LED驱动电源EMC问题主要集中在传导、辐射骚扰(30MHz-300MHz)、谐波电流、浪涌等EM测试项目,所以,这5个驱动采用最新EMC国际标准从以上4个项目着手测试评估分析,以下是EMC具体的测试项目与分析:

  传导测试结果

  总结

  LED灯具以其高效、节能、长寿、小巧等技术特点,正在成为新一代照明市场的主力产品,且有力地拉动环保节能产业的高速发展。根据市场调查公司的报告,2010年全球LED照明市场超过57亿美元。预计从2010年到2016年,全球LED照明的市场占有率将由7%增至40%以上,2020年LED照明市场的收入将接近5200亿美元,接近60%的全球照明市场份额。同时随着LED技术的不断探索、提升,灯具整体的性能要求也越来越高,而驱动电源在整个LED灯具中发挥的作用与影响就好比像汽车的发动机一样重要。

  因此市场未来对LED驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容等的要求将越来越重视。设计一款好的LED驱动电路除了要满足基本的安全要求外,也应该在恒流特性与降低功耗方面下足工夫,尽可能保持恒流特性,尤其在电源电压发生±15%的变动时,仍应能保持输出电流在±10%的范围内变动.避免驱动电流超出最大额定值,影响其可靠性.,同时获得预期的LED亮度、色度的一致性要求。

  驱动电路保持较低的自身功耗,这样才能使LED的系统效率保持在较高水准。转换效率与功率因数低,说明使用的驱动电源、电路设计不好,会大大降低灯具的使用寿命。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。

  在电磁兼容方面LED驱动作为一个干扰源,运行时产生的传导骚扰/辐射骚扰/谐波。对变压器、电动机、电容器等所有连接于电网的电器设备都有大小不等的影响与危害,主要表现为产生谐波附加损耗,使得设备过载过热以及谐波过电压加速设备的绝缘老化等。

  并联到线路上起无功补偿的电容器对谐波会有放大作用,使得系统电压及电流的畸变更加严重。另外,谐波电流叠加在电容器的基波电流上,会使电容器的电流值增加,造成温度升高,减少电容器的使用寿命。谐波电流也会使变压器的铜损耗增加,引起局部过热、振动、噪音增大、绕组附加发热等。当电流谐波分量较高时,可能会引起继电保护的过电压/电流保护的误动作。因此,如果量测出谐波电流过高时,除了电容器端需要串联适宜的调谐(detuned)电抗外,并考虑针对负载特性加装谐波改善装置。

  综合以上,在综合考虑LED驱动的安全与性能,电磁兼容,节能环保等方面的设计与研究,将是我们LED行业未来的重中之重,率先做好技术研究、开发、储备,才能凭借核心技术能力,在未来的市场上占据有利的地位。

关键字:LED  驱动电源

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现任华润矽威科技(上海)有限公司市场部经理/高工,上海市传感技术学会理事、副秘书长。

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