电源质量、谐波和功率器件的全面快速分析 - LED照明测试技术分析 驱动电源可靠性和能效成关键

　　电源质量、谐波和功率器件的全面快速分析

　　测量驱动电源的输入功率、功率因数和谐波有很多方法，使用具有电源分析功能的泰克示波器产品可以轻松实现这些电能质量测量。使用一路通道测量输入电压、一路通道测量输入电流，配合示波器内置的PWR电源分析软件，所有的电能质量相关参数可以直接显示在屏幕中。

　　

　　图3：带有PWR电源分析模块的泰克示波器可直接显示各种测量参数，帮助电源工程师轻松完成开发测试。

　　驱动电源效率和电源内部的开关损耗直接相关。降低功率器件的损耗不但是提高电源效率的要求，也是提高系统热稳定性和可靠性的关键因素。不过，功率器件的开关损耗测量不易实现。由于器件在导通和关断工作状态下的电压幅度相差巨大，一般的示波器产品无法在如此大的动态范围下准确测量导通状态下的微小电压，导通损耗无从测量。

　　对于高速切换的功率器件，只能通过电压和电流相乘得到瞬态功率的办法计算功率。这时电压和电流必须是同一时刻的波形，否则误差巨大。但电压探头和电流探头的原理和结构不同，对于高速切换信号的时间延迟也不同。如果不能准确地校正这一偏差，示波器的测量结果是不可信的。泰克的示波器电源测量方案不但具有全面的开关损耗测试功能，还具有强大的探头校准功能完全消除时间延迟误差。独特的波形搜索功能更可以轻松找到电源或负载变化时最大损耗的发生时刻。

　　具体到型号来说，对要求较高的研发过程测试，DPO/MSO4000B和DPO/MSO3000系列示波器是不错的选择；而对于工厂和生产过程的设计优化和参数测试应用，DPO/MSO2000系列完全能满足要求，可进一步降低成本（最近泰克还推出了DPO普及优惠活动，了解详情请登录：http://www.tek.com/zh/）。这些示波器都具有每通道很长的存储长度，可以高采样率来捕获驱动电源测量的整个周期，波形导航方便进行电源系统查障，高级数学计算功能，用户可以自定义全面的数学表达式，自动计算功率等测试结果，从而极大提升测试工作效率。

　　表1：能够提高LED驱动电源开测试效率、增加测试准确度的3个档次示波器选择

　　

　　另外，对于激励源，泰克目前可提供PWS4000/PWS2000系列可编程DC台式电源系列，提供精准、高分辨率的恒流、恒压输出，用于驱动LED。

　　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。

　　泰克的AFG3000任意波形发生器可以轻松生成PWM信号，用户可以任意改变PWM变化的形式，脉宽输出的比例以及变化规律，所有的操作只需在面板上摁一下按钮，发生器内置的阻抗调节功能可以适应更多的电路需要。

　　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。泰克示波器电源测试方案中具有纹波测量功能，可以一键完成纹波参数的测量。对于高端应用，泰克的TCPXX系列电流探头可提供最低至1mA的纹波电流测量精度，对于低成本应用，也有相应的高性价比探头供选择。

　　此外，如果工程师希望通过简单的数字万用表完成纹波测量任务，泰克也能提供相应方案DMM4040/4050数字万用表具有双参数测量功能，可以同时显示交流电压或电流成分。其双度数功能、趋势图和直方图功能方便用户在长时间检测输出变化；通过前后面板输入功能，用户可以交替测量两组数据，便于比较。