LED Driver 测试说明
1. LED 的负载特性
1.1 图 1 LED 的等效电路为图 2 的电阻 Rd 与串联电压 Vd,特性曲线如图 3 所示,当 LED 两端的电压大于 LED 等效串联电压 Vd 后,流经 LED 的电流 Io 为(V-Vd) / Rd (即为等效电阻 Rd)。
1.3 为 LED driver 定电流源 Io 有涟波时,则 LED 端电压亦会产生 Io‧ Rd 的涟波电压. (一般为高的三角波)。
1.4 多个 LED 串联,多个 LED 串联可增加输出亮度,Vd 及Rd 均会依串接的倍数增加。图 4 为 3 个 LED 串联,其等效电路如图 5 所示,图 6 为简化的等效电路,图 7 为对应的特性曲线。
1.5 多个 LED 串并联:多个 LED 串并联可更增加输出亮度,Vd 会依串接的倍数增加,Rd 则依串并的结果,图 8 为两串各 3 个 LED 的并联,其等效电路如图 9 所示,简化的等效电路如图 10,最简化的等效电路如图 11,其特性曲线如图 12 所示。
2. LED 负载与电子负载:
以下说明实际 LED 负载与电子负载测试时,其中电子负载在 CR、CV、LED mode 的差异
2.1 实际 LED 负载(3W / 3.85V / 700mA LED 串 10 个)
2.2 电子负载:
由于实际 LED driver 所连接的 LED 会依厂牌、规格、串接、并接等各种状况而有不同的负载,若逐一测试则需花费高昂的测试成本,使用电子负载来模拟各种不同 LED 的组合来测试,可达到快速又低廉的成本。
2.2.1 CR mode;设定 R= Vo/Io, 38.5/0.7 = 55Ω
2.2.2 CV mode;setting CV mode, V=Vo
2.3 LED mode;LED 模式为模拟等效电路图(2) 的LED,整合上述的CR mode + CV mode而成,3340F系列 LED mode 需设定 Vd 与 Rd,此时电流波形与 2.1 实际 LED 负载相同。
3 如何设定 LED mode 负载的参数,Vd、Rd、Vo 等。
不知道负载所使用的 LED 厂牌、型号、规格为何→依据一般 LED Driver 规格来设定,Vo = LED Drive 的输出电压规格,Vd 则为 Vo 的 70~90%(可先设定为 80%),Rd =(Vo-Vd)/ Io,Io 即为 LED Driver 的输出电流规格。
3.1 厂牌:LUXEON Rebel(Philips) 的 LED 规格说明
3.1.1 依 LED 规格表找出 Vo, 即上表的 Vf(Forward Voltage),一般 LED 厂商规格表上标示的Vf(Forward Voltage)并非 LED 特性曲线中的顺向偏压电压点,而是 LED 的输出电压点 Vo。
3.1.2 依特性曲线图,如上图蓝色线条描绘出顺向导通电压点 Vd, Vd = 3.05V
3.2 厂牌:CREE 的 LED 的规格说明(XLamp-L)
3.2.1 如何設定 3340F 系列 Vo, Vd, Rd, No
如上图先选择 LED mode
按下“PRES”键设定 LED 串联或者串并联数量(初始值为 1, 一般来说 LED Driver 输出规格都已经直接列出 Vo最终数值,故一般来说设定在 1即可) 。
再按 “ PRES ” 键设定 Vo。
依 CREE LED 规格设定 Vo = 25.000V
再按 “ PRES ” 键设定 Vd。
依 CREE LED 特性曲限设定 Vd = 22.500V
再按 “ PRES ” 键设定 Rd。
依 ( Vo-Vd ) / Io 设定 Rd = 16.666Ω
按下 ”LOAD” 按键开始准备吃载。
待测物接上负载端子后,再开启待测物电源 (LED Driver 为定电流源时无法空载开机)。
3.3 Vo & Io 设定与实际输出
3.3.1 3340F 系列 LED mode 负载依据使用者设定 Vo,Io 及 Rd 来模拟出如图(3)之 LED 特性曲线,所以并不是 LED 实际的拉载值。
3.3.2 因为 Io 是由 LED Driver 所提供,若实际输出电流与设定值有误差时,相对地 Vo 值也会不一样。例如 Io 设定为 150mA,实际 LED Driver 输出 140mA,那么实际 Vo 值也就会偏低。不能用一般电子负载的 CV 或 CC mode 的观念来看 Vo 及 Io 值。若以输出电压 Vo 实际测试值来看会认为没有依照 Vo 设定输出,其实这是 LED Driver 的输出电流不正确了。 (这可以用3340F 系列的电流表读值或使用实际 LED Lamp +电流表来验证)
4. LED Driver 的短路测试
4.1 输出为定电流的 LED Driver 无法用一般 E-Load 进行短路测试
5. LED Driver 的调光测试
5.2 PWM dimming 模式的调光测试,必须提供一控制讯号到 LED Driver 的调光控制输入端做 LED Driver 的调光测试,故 LED Driver 测试系统必须增加一控制讯号来做调光测试,3340F 系列LED mode Load 则提供了一 DIM Ctrl O/P 电压讯号(可调整电压准位 0~10V, Duty Cycle 0.01~0.99(1~99%), Frequency DC, 10Hz~1KHz)以模组来达到系统的功能。
6.1 LED driver 的电流源 (Io) 误差。
6.2 不同厂牌、规格的 LED 有不同的 Vd, Rd。
故测试 LED driver 时,设定不同的 Rd, Vd 会有不同的 Vo,(Vo = Io‧Rd+Vd),并不像一般的定电压输出的 Power Supply,用 CC 测试时,其输出电压/电流有一般规格(如 5%) 亦不像一般的定电流输出的 Charger,用 CV 测试时,其输出电压/电流有一般的规格),LED driver 输出的 Vo 会随Vd, Rd 的设定而有相对应之变化。
6.5 故一般的判别项目有 Vo, Io, 短路时的电压及 PWM 调光功能等。