LED控制装置标准中主要安全和性能要求及产品常见的问题

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1、LEDLED控制装置标准中主要控制装置标准中主要安全和性能要求及产品安全和性能要求及产品常见的问题常见的问题LEDLED户外照明驱动电源的发展趋势户外照明驱动电源的发展趋势发发展展趋趋势势深圳市桑达实业股份有限公司深圳市桑达实业股份有限公司LEDLED室内照明驱动电源的发展趋势室内照明驱动电源的发展趋势发发展展趋趋势势LEDLED驱动电源可靠性驱动电源可靠性技技术术趋趋势势可靠性的定义可靠性的定义产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的能力。可靠性的测量标准可靠性的测量标准主要包括:应力和寿命加速试验;可靠性的测试方法可靠性的测试方法建立测试计划及其风险评估;设计测试治具;控制同数量的样品

2、;记录测试结果;失效模式FMEA分析与理解;可靠性浴盆曲线可靠性浴盆曲线技技术术趋趋势势早期故障期早期故障期设计上的失误、制造上的失误、元件上的失误、使用上的失误;恒定故障期恒定故障期客户拿到样品时已是恒定故障期,此期限越长越好;衰退期衰退期元件寿命开始急剧衰退,部分性能开始下降,产品应退出市场;LEDLED驱动电源智能化控制驱动电源智能化控制技技术术趋趋势势LED除了具有节能、环保的优势外,还具有其半导体可数字化控制的特性,目前的发展趋势是通过在电源的控制端加上控制模块控制照明灯具,实现有线或无线的智能控制,特别是无线网络自动优化控制模块、远程无线控制模块等技术的开发和应用,将LED照明进一

3、步和网络控制技术进行结合,来实现LED照明的智能化控制。桑达通过和美国麻省技术中心合作正在开发相关产品并申请了相关的发明专利(iPower)。LEDLED驱动电源高效率解读驱动电源高效率解读技技术术趋趋势势理论上,高效率意味着低温升、长寿命、高可靠性。脱离电源其它相关的技术规格要求,如:EMC电磁兼容、额定工作条件、额定负载条件等要求来谈的“高效率电源”是没有任何意义的,这样的高效率产品经过测试却是高温升、低寿命、低可靠性的“高失效率电源高失效率电源”。如何实现高效率:如何实现高效率:桑达公司创新的电路拓扑结构、经过优化的软开关技术和高品质原材料的选用,在符合EMC等相关技术指标的前提下,真正

4、实现驱动电源的高效率和高可靠性。LEDLED驱动电源无电解技术驱动电源无电解技术技技术术趋趋势势目前,LED驱动电源中仍广泛使用电解电容,而驱动电源中的变压器、开关管、整流管等主要发热源使电解电容的工作温度明显高于环境温度,温度应力的时间累积效应使电解电容的使用寿命缩短。一般电解电容的寿命在2000h-10000h,相对10万小时的LED光源寿命而言,电解电容的温度应力失效已成为LED整灯寿命的关键瓶颈。短期对策:短期对策:目前是通过降低电源的温升来保证电源的使用寿命。长远对策:长远对策:当然是取消电解电容。目前成熟、量产的LED光源都是直流驱动的,如果取消了电解电容,就会造成LED光源的闪烁

5、、损坏,必须采取创新的拓扑结构来驱动LED光源。桑达公司已经成功开发出了小功率的无电解驱动电源,并申请了专利。大功率的无电解驱动电源正在开发中,预计年底推出。LEDLED驱动电源防雷击技术驱动电源防雷击技术技技术术趋趋势势雷击和耐压测试的特殊要求:雷击和耐压测试的特殊要求:由于LED产品本身的半导体特性和户外应用的特征,目前一般的做法是在驱动电源的前端加上防雷模块,这样做的结果是虽然解决了8/20uS的组合波4kV防雷的问题,但是,输入端对地的AC1500V耐压测试无法通过,因此,同时解决防雷击和耐压测试是目前的技术难点。桑达公司通过特有专利技术解决了以上问题;LEDLED标准国际相关标准标准

6、国际相关标准行行业业标标准准LEDLED标准标准IECIEC国际电工协会国际电工协会行行业业标标准准LEDLED标准中国标准标准中国标准行行业业标标准准国内外国内外LEDLED控制装置标准中的产品控制装置标准中的产品分类、主要安全要求和性能要求分类、主要安全要求和性能要求 文文章章介介绍绍了了国国内内外外LEDLED控控制制装装置置标标准准中中的的产产品品分分类类、主主要要安安全全要要求求和和性性能能要要求求。分分析析了了防防雷雷电电电电路路和和各各类类调调光光照照明明电电器器的的特特点点以以及及调调光光LEDLED控控制制装装置置应应该该关关注注的的特特殊殊安安全全要要求求。文文章章还还介介

7、绍绍了了各各种种LEDLED控控制制装装置置按按使使用用功功能能不不同同如如何何识识别别和和采采用用对对应应的的产产品品标标准准及及满满足足性性能能要求要求。 关键词(安全部分):关键词(安全部分):SELVSELV、隔离、隔离、雷电浪涌、雷电浪涌、调光、调光、 关关键键词词(性性能能部部分分) :伏伏安安特特性性、启启动动、连连接接过过程程、容容性性负载、开机浪涌负载、开机浪涌 摘要摘要LED在在开开始始启启动动时时,不不需需要要预预热热和和触触发发脉脉冲冲,在在正正常常工工作作时时,可可以以在在特特低低安安全全电电压压下下工工作作,这这些些都都是是LED较较其其它它气气体体放放电电光光源源

8、来来说说独独特特的的优优点点。为为了了充充分分利利用用LED的的这这些些优优点点,设设计计性性能能优优良良的的LED控控制制装装置置是是保保证证照照明明LED的的优优点点得得到到充充分分发发挥挥的的重重要要工工作作。在在进进行行LED控控制制装装置置的的设设计计时时,首首先先应应根根据据GB19510.14/IEC61347-2-13标标准准中中6章章的的分分类类要要求求,确确定定所所设设计计的的LED控制装置的分类。控制装置的分类。 1 1、自耦式控制装置、自耦式控制装置 LEDLED自耦式控制装置是指其内部输出电路与电源电自耦式控制装置是指其内部输出电路与电源电路有内在连接的一种控制装置,

9、路有内在连接的一种控制装置,这种控制装置的输这种控制装置的输出电压虽然也可以做到与安全特低输出电压相同的出电压虽然也可以做到与安全特低输出电压相同的电压水平,但是由于其内部的非隔离输出特性,所电压水平,但是由于其内部的非隔离输出特性,所以尽管两个输出端子之间的电压值符合安全特低输以尽管两个输出端子之间的电压值符合安全特低输出电压的要求,但每一输出端子的对地电压却不可出电压的要求,但每一输出端子的对地电压却不可能在各种使用场合满足安全特低电压的要求。能在各种使用场合满足安全特低电压的要求。此类此类控制装置不属于控制装置不属于SELVSELV标志,标志,其输入、输出端子与可其输入、输出端子与可以触

10、及的外部金属之间,以触及的外部金属之间,对内装式控制装置,其防对内装式控制装置,其防触电保护起码达到基本绝缘的要求;对于独立安装触电保护起码达到基本绝缘的要求;对于独立安装式控制装置,则应达到式控制装置,则应达到类或类或类的防触电保护要类的防触电保护要求。求。一、一、LEDLED控制装置的分类及适用场合控制装置的分类及适用场合 适用范围:适用范围: 此此类类控控制制装装置置由由于于内内部部没没有有采采用用隔隔离离措措施施,所所以以其其转转换换效效率率相相对对高高一一些些,一一般般适适用用于于对对输输出出电电压压不不需需要要达达到到SELV的的场场合合和和/或或灯灯具具附附加加防触电保护较充分的

11、场合。防触电保护较充分的场合。 2、等效安全特低电压或隔离式控制装置、等效安全特低电压或隔离式控制装置 此此类类LED控控制制装装置置就就其其防防触触电电功功能能来来说说,整整体体上上可可看看作作为为初初级级/次次级级之之间间具具有有加加强强绝绝缘缘功功能能的的隔隔离离变变压压器器。在在其其内内部部的的输输出出电电路路与与电电源源电电路路之之间间(包包括括印印制制线线路路板板上上的的电电路路和和元元件件之之间间以以及及隔隔离离变变压压器器内内部部),对对不不高高于于250V电电压压的的电电源源网网络络(1)其其爬爬电电距距离离和和电电气气间间隙隙应应不不小小于于6mm7mm(根根据据污污染染等

12、等级级不不同同)。(2)输输入入端端在在额额定定电电源源电电压压下下时时,其其输输出出电电压压应应不不高高于于SELV电电压压的的限限值值(有有效效值值50V)。如如果果带带额额定定负负载载时时,最最大大输输出出电电压压应应25V(有有效效值值),空空载载输输出出电电压压33V(有有效效值值)并并且且峰峰值值33 V时时,输输出出端端子子可可外外露露。(3)输输出出端端子子和和电电源源电电路路之之间间。为为了了EMC防防护护或或控控制制要要求求所所跨跨接接的的电电容容器器应应是是Y1电容或两个串联的且参数相同的电容或两个串联的且参数相同的Y2电容。电容。 适用范围:适用范围: 此类控制装置应安

13、装在灯具或具有类此类控制装置应安装在灯具或具有类似防护功能的壳体内,但是在满足上述似防护功能的壳体内,但是在满足上述有关条件时,输出端子可没有防触电保有关条件时,输出端子可没有防触电保护,可外露护,可外露。 3 3、独立式安全特低电压控制装置、独立式安全特低电压控制装置 独独立立式式安安全全特特低低电电压压控控制制装装置置除除了了应应满满足足上上述述“等等效效安安全全特特低低电电压压或或隔隔离离式式控控制制装装置置”的的要要求求外外,还还需需满满足足下述要求:下述要求: (1 1)独立式安全特低电压控制装置的标志独立式安全特低电压控制装置的标志独立式安全特低电压控制装置的标志独立式安全特低电压

14、控制装置的标志: 独立式安全特低电压控制装置在产品标志上有下列独独立式安全特低电压控制装置在产品标志上有下列独独立式安全特低电压控制装置在产品标志上有下列独独立式安全特低电压控制装置在产品标志上有下列独特之处:特之处:特之处:特之处:ta ta ta ta 因为是独立安装方式,所以可以理解成是灯具的因为是独立安装方式,所以可以理解成是灯具的因为是独立安装方式,所以可以理解成是灯具的因为是独立安装方式,所以可以理解成是灯具的电器箱部分,按灯具要求,应有工作时最大环境温度标电器箱部分,按灯具要求,应有工作时最大环境温度标电器箱部分,按灯具要求,应有工作时最大环境温度标电器箱部分,按灯具要求,应有工

15、作时最大环境温度标志志志志tatatata值,如不标,则认为值,如不标,则认为值,如不标,则认为值,如不标,则认为tatatata25252525。 表求该控制装置属于安全隔离式。表求该控制装置属于安全隔离式。表求该控制装置属于安全隔离式。表求该控制装置属于安全隔离式。 F F F F表示该控制装置失效(内部短路)时具有表示该控制装置失效(内部短路)时具有表示该控制装置失效(内部短路)时具有表示该控制装置失效(内部短路)时具有自动自动自动自动 保护不发生安全性故障的功能。保护不发生安全性故障的功能。保护不发生安全性故障的功能。保护不发生安全性故障的功能。 表求该控制装置输出端不具有耐短路保护的

16、功表求该控制装置输出端不具有耐短路保护的功表求该控制装置输出端不具有耐短路保护的功表求该控制装置输出端不具有耐短路保护的功能。能。能。能。 表示该控制装置输出端具有耐短路保护的功能表示该控制装置输出端具有耐短路保护的功能表示该控制装置输出端具有耐短路保护的功能表示该控制装置输出端具有耐短路保护的功能。 -仅适宜于直接安装在非可燃材料仅适宜于直接安装在非可燃材料表面表面 -适宜于直接安装在普通可燃材料适宜于直接安装在普通可燃材料表面表面 -当隔热材料可能盖住灯具时适宜于当隔热材料可能盖住灯具时适宜于直接安在直接安在普通可燃材料表面上(内普通可燃材料表面上(内)IP XX-控制装置的防尘、防水能力

17、。控制装置的防尘、防水能力。(1 1)标志:)标志: 表1 正常使用时的温升值 (2 2)控制装置内部及支撑件的发热限值)控制装置内部及支撑件的发热限值LEDLEDLEDLED控制装置在声称的控制装置在声称的控制装置在声称的控制装置在声称的tatatata环境温度和环境温度和环境温度和环境温度和1.061.061.061.06倍的额定电源条件下正倍的额定电源条件下正倍的额定电源条件下正倍的额定电源条件下正常工作,其变压器绕组温升应不超过表常工作,其变压器绕组温升应不超过表常工作,其变压器绕组温升应不超过表常工作,其变压器绕组温升应不超过表1 1 1 1。 (3 3)控制装置在短路或过载状态下最

18、大温升值的限值)控制装置在短路或过载状态下最大温升值的限值 LED控制装置在额定电源电压的0.941.06倍处于短路或过载状态下最大温升值不得超过表3 表3 短路或过载状态下的最大温升值 a a I.7.3.3 I.7.3.3所规定的试验完成之后,由于控制装置的热惯性,这些值可能被超过。所规定的试验完成之后,由于控制装置的热惯性,这些值可能被超过。b b 不适用于不适用于I.7.3.3I.7.3.3所规定的试验所规定的试验。 (4 4)控制装置的磁芯和绕组的周期试验)控制装置的磁芯和绕组的周期试验 独立式安全特低电压独立式安全特低电压LEDLED控制装置的变控制装置的变压器(包括磁芯和绕组)压

19、器(包括磁芯和绕组)要进行指定对应要进行指定对应温度下的温度下的加热加热潮态试验潮态试验振动振动绝缘和耐压的绝缘和耐压的1010个周期个周期试验。试验。 试验样品为试验样品为3 3个,个,1010个周期试验完成后,个周期试验完成后,只允许只允许其中一个样品可发生绕组内部的短路情况,其中一个样品可发生绕组内部的短路情况,但不允许出现绕组对磁芯以及各绕组之间但不允许出现绕组对磁芯以及各绕组之间的击穿情况。的击穿情况。 适用范围:适用范围: 独立式安全特低电压独立式安全特低电压LEDLED控制装置适用控制装置适用于没有灯具附加防护的场合,如果具有于没有灯具附加防护的场合,如果具有合适的合适的IPIP

20、(防尘防水)等级,也可以直防尘防水)等级,也可以直接安装在室外。接安装在室外。此类控制装置一般可作此类控制装置一般可作为为IIIIII类灯具的电器箱部分,直接与类灯具的电器箱部分,直接与IIIIII类灯类灯具配合使用。如果其输出电压控制在具配合使用。如果其输出电压控制在1212V V时,可供游泳池和戏水池时,可供游泳池和戏水池(普通人(普通人和灯具同在水中的情况)用灯具直接使和灯具同在水中的情况)用灯具直接使用。用。 二、防雷电浪涌电路如何符合安全二、防雷电浪涌电路如何符合安全要求要求目前目前最常最常用的用的防雷防雷电浪电浪涌电涌电路的路的缺陷。缺陷。由由于于全全球球气气候候变变暖暖,各各种种

21、恶恶劣劣气气候候出出现现的的概概率率也也越越来来越越大大,其其中中雷雷电电对对户户外外照照明明电电器器的的破破坏坏力力很很大大,必必须须有应对之策。有应对之策。我我国国的的供供电电网网络络是是Y YY Y型型零零线线接接地地的的220220V/380VV/380V极极性性电电源源。雷雷电电是是一一种种广广谱谱的的无无线线电电波波,照照明明电电网网的的架架空空线线在在接接受受到到雷雷电电造造成成的的电电磁磁波波后后,因因为为相相线线和和零零线线对对地地阻阻抗抗的的不不同同,会会产产出出相相线线零零线线之之间间的的差差模模浪浪涌涌电电压压和和相相线线、零零线线地地(外外壳壳)之之间间的的共共模模浪

22、浪涌涌电电压压。针针对对差差模模浪浪涌涌,采采用用在在输输入入端端并并联联压压敏敏电电阻阻和和/ /或或网网络络的的方方法法能能有有效效加加以以防防护护,目目前前有有不不少少共共模模防防雷雷电电路路把把无无线线通通迅迅发发射射网网络络中中的的共共模模防防电电路路也也搬搬到到LEDLED控控制制装装置置中中来来了了,这这是是明明显显不不符符合合低低压压电电器器安安全全准准则则的,这一点已与国际组织联系并达成共识。的,这一点已与国际组织联系并达成共识。 这这是是因因为为一一旦旦LEDLED控控制制装装置置接接地地回回路路中中有有损损坏坏现现象象,而而感感应应的的雷雷电电浪浪涌涌很很强强并并把把共共

23、模模压压敏敏电电阻阻或或/ /或或防防雷雷管管击击穿穿并并且且LEDLED控控制制装装置置仍仍能能正正常常工工作作,但但及及易发生使用者或维修者遭电击的情况。易发生使用者或维修者遭电击的情况。正确的方法是,对应用于共模放电的压敏电阻,每个正确的方法是,对应用于共模放电的压敏电阻,每个电阻的两个电极间的电气间隙应电阻的两个电极间的电气间隙应3 3mm,mm,并且每对地一并且每对地一支路起码由两个压敏电阻串联而成,且导通的阀门值支路起码由两个压敏电阻串联而成,且导通的阀门值应在应在2 2V+1000VV+1000V以上(一般应以上(一般应18001800V V但不宜超过但不宜超过20002000V

24、 V)。)。对于加在电路板与壳(地)之间的低于对于加在电路板与壳(地)之间的低于20002000V V的雷电感应浪涌电压,控制装置自身的抗电强的雷电感应浪涌电压,控制装置自身的抗电强度应能抵抗,当雷电感应浪涌电压度应能抵抗,当雷电感应浪涌电压20002000V V时,共模时,共模防雷电路才可动作。另外在防雷电路才可动作。另外在PCBPCB板上的接地端与板上的接地端与L L、N N线有关的线路之间的电气间隙,起码满足基本绝缘应线有关的线路之间的电气间隙,起码满足基本绝缘应有的尺寸。有的尺寸。 调光是满足人们对各时间段内的不同照明需调光是满足人们对各时间段内的不同照明需求的重要功能。各类人造光源的

25、调光特性简述如下:求的重要功能。各类人造光源的调光特性简述如下: 1 1、各类荧光灯以及所配备的调光电子镇流器一般、各类荧光灯以及所配备的调光电子镇流器一般应在满功率位置上启动荧光灯,否则将会造成灯不易应在满功率位置上启动荧光灯,否则将会造成灯不易启动或明显影响灯的寿命。另外,当荧光灯输出功率启动或明显影响灯的寿命。另外,当荧光灯输出功率由强到弱调整时,灯电弧电流的减小会造成的灯阴极由强到弱调整时,灯电弧电流的减小会造成的灯阴极温度下降,使灯阴极达不到电子逸出功的温度温度下降,使灯阴极达不到电子逸出功的温度(1000K1000K1100K1100K),只有在电弧电流下调的同时相),只有在电弧电

26、流下调的同时相应加大灯丝电流才能避免灯阴极温度太低而造成的灯应加大灯丝电流才能避免灯阴极温度太低而造成的灯寿命下降。尽管这样,由于灯低气压放电灯的负阻特寿命下降。尽管这样,由于灯低气压放电灯的负阻特性,当荧光灯功率下调时,灯的管电压将明显升高,性,当荧光灯功率下调时,灯的管电压将明显升高,当灯管处于很小功率输出时,灯管电压的大幅上升将当灯管处于很小功率输出时,灯管电压的大幅上升将使系统不能正常稳定地工作,所以各类低气压放电荧使系统不能正常稳定地工作,所以各类低气压放电荧光灯调光范围一般只能在光灯调光范围一般只能在2020100100范围,并且随范围,并且随着灯功率的下降,系统效率也明显下降,而

27、且一般还着灯功率的下降,系统效率也明显下降,而且一般还不能保证小功率输出时不损害灯的寿命。不能保证小功率输出时不损害灯的寿命。三、调光三、调光 2 2 2 2、各类高强度气体放电灯(高压钠灯,石英金卤、各类高强度气体放电灯(高压钠灯,石英金卤、各类高强度气体放电灯(高压钠灯,石英金卤、各类高强度气体放电灯(高压钠灯,石英金卤灯,陶瓷金卤灯等)简称灯,陶瓷金卤灯等)简称灯,陶瓷金卤灯等)简称灯,陶瓷金卤灯等)简称HIDHIDHIDHID以及所配合的电子镇流以及所配合的电子镇流以及所配合的电子镇流以及所配合的电子镇流器一般也需在满功率位置上启动,另外当灯的工作状器一般也需在满功率位置上启动,另外当

28、灯的工作状器一般也需在满功率位置上启动,另外当灯的工作状器一般也需在满功率位置上启动,另外当灯的工作状态稳定时才适合调光。当态稳定时才适合调光。当态稳定时才适合调光。当态稳定时才适合调光。当HIDHIDHIDHID灯的功率下降时,电弧灯的功率下降时,电弧灯的功率下降时,电弧灯的功率下降时,电弧管内的气压也随之下降,灯的效率也会随之下降,所管内的气压也随之下降,灯的效率也会随之下降,所管内的气压也随之下降,灯的效率也会随之下降,所管内的气压也随之下降,灯的效率也会随之下降,所以以以以HIDHIDHIDHID灯的调光范围基本控制在灯的调光范围基本控制在灯的调光范围基本控制在灯的调光范围基本控制在5

29、0505050100100100100范围内,范围内,范围内,范围内,否则将使否则将使否则将使否则将使HIDHIDHIDHID灯在低功率输出时,系统效率大大下降。灯在低功率输出时,系统效率大大下降。灯在低功率输出时,系统效率大大下降。灯在低功率输出时,系统效率大大下降。尤其是石英管芯的金卤灯,当其电弧功率下降时,电尤其是石英管芯的金卤灯,当其电弧功率下降时,电尤其是石英管芯的金卤灯,当其电弧功率下降时,电尤其是石英管芯的金卤灯,当其电弧功率下降时,电弧管内的气压也明显下降,这将明显造成汞放电成份弧管内的气压也明显下降,这将明显造成汞放电成份弧管内的气压也明显下降,这将明显造成汞放电成份弧管内的

30、气压也明显下降,这将明显造成汞放电成份的增大,使光输出成份中的紫外分量超标,此时如果的增大,使光输出成份中的紫外分量超标,此时如果的增大,使光输出成份中的紫外分量超标,此时如果的增大,使光输出成份中的紫外分量超标,此时如果没有灯具相应的防护措施,必将明显造成对被照射的没有灯具相应的防护措施,必将明显造成对被照射的没有灯具相应的防护措施,必将明显造成对被照射的没有灯具相应的防护措施,必将明显造成对被照射的人和物的紫外危害。人和物的紫外危害。人和物的紫外危害。人和物的紫外危害。 3 3、迄迄今今为为止止各各类类人人造造光光源源中中,LEDLED是是最最适适合合在在调调光光状状态态下下工工作作的的,

31、其其宽宽广广的的动动态态工工作作范范围围只只要要求求控控制制流流过过其其的的工工作作电电流流就就能能方方便便地地并并且且在在不不损损害害其其寿寿命命的的前前提提下下实实现现0 0100100的的调调光光。另另外外,LEDLED也也是是各各类类人人造造光光源源中中,唯唯一一具具有有与与控控制制电电路路配配全全且且当当输输出出功功率率减减小小时时,光光效效反反而而升升高高的的产产品品。通通过过调调光光,能能使使LEDLED 在在某某些些领领域域具具有有器器具具节节能能的的前前提提下下再具有管理和控制节能的优势再具有管理和控制节能的优势。 *LEDLED这种优良的调光特性,使人们都跃这种优良的调光特

32、性,使人们都跃跃欲试地想尝试制造各种具有调光功能跃欲试地想尝试制造各种具有调光功能的的LEDLED控制装置来实现调光。控制装置来实现调光。 * * 但在调光但在调光LEDLED控制装置的设计时,必控制装置的设计时,必须注意须注意LEDLED控制装置中控制电路与主电控制装置中控制电路与主电路的隔离绝缘问题。一般的具有调光功路的隔离绝缘问题。一般的具有调光功能的能的LEDLED控制装置,在其控制端都采用控制装置,在其控制端都采用一个低压直流电压源(一般为一个低压直流电压源(一般为0 010V10V)来实现控制(外接一个调光电位器本质来实现控制(外接一个调光电位器本质上也是利用控制装置的内部电路,实

33、现上也是利用控制装置的内部电路,实现调整直流电压来控制调光的功能)。调整直流电压来控制调光的功能)。科技的进步使人们都广泛采用电脑及相应的配套电路科技的进步使人们都广泛采用电脑及相应的配套电路来实现调光的自动化。如果我们采用各种日光、红外、来实现调光的自动化。如果我们采用各种日光、红外、声控等感应器再配有智能化的电脑控制网络,把电脑声控等感应器再配有智能化的电脑控制网络,把电脑端口直接连接到端口直接连接到LEDLED控制装置的控制端就能实现既有控制装置的控制端就能实现既有舒适照明,又能自动节电的效果,这是舒适照明,又能自动节电的效果,这是LEDLED进入室内进入室内照明很有潜力的一个发展方向,

34、照明很有潜力的一个发展方向,但这一系统中,如果但这一系统中,如果控制装置内部的电源电路和控制电路发生电连接或击控制装置内部的电源电路和控制电路发生电连接或击穿,将会使电源电压穿,将会使电源电压“窜入窜入”到低压控制系统中,这到低压控制系统中,这将严重危及人们的防触电安全性。将严重危及人们的防触电安全性。 为此,国际国内有关灯的控制装置标准中特别为此,国际国内有关灯的控制装置标准中特别规定了规定了“控制端子与电源电路之间起码具有基本绝缘,控制端子与电源电路之间起码具有基本绝缘,当控制端子声称能直接连接安全特低控制电压时当控制端子声称能直接连接安全特低控制电压时(SELVSELV),则控制装置内控

35、制电路与电源电路之间应),则控制装置内控制电路与电源电路之间应具有强化绝缘功能具有强化绝缘功能”。这意味着,具有调光功能的这意味着,具有调光功能的LEDLED的控制装置,其内部控制电路与电源电路之间在的控制装置,其内部控制电路与电源电路之间在线路板上、元器件之间以及具有隔离作用的变压器内线路板上、元器件之间以及具有隔离作用的变压器内部的爬电距离、电气间隙、抗电强度都要达到基本绝部的爬电距离、电气间隙、抗电强度都要达到基本绝缘或强化绝缘的指标要求。在这一方面,采用光电隅缘或强化绝缘的指标要求。在这一方面,采用光电隅合器和合适的隔离变压器是解决这一问题的较好方案。合器和合适的隔离变压器是解决这一问

36、题的较好方案。注:作为强化绝缘的变压器内隔板或光电隅合器的光注:作为强化绝缘的变压器内隔板或光电隅合器的光/ /电器件间的绝缘物质厚度应电器件间的绝缘物质厚度应0.4mm0.4mm。 在在IEC61347-2-13IEC61347-2-13标准发布前,标准发布前,LEDLED控制装置采用的控制装置采用的安全标准有安全标准有GB19510.12/IEC61347-2-11GB19510.12/IEC61347-2-11标准,也有采用标准,也有采用IEC61347-2-2IEC61347-2-2标准标准的,目前的,目前IEC61347-2-13IEC61347-2-13标准已颁布,所以对照明用标准

37、已颁布,所以对照明用LEDLED的控制的控制装置,按照装置,按照IEC61347IEC61347系列标准的含义,应按如下原则系列标准的含义,应按如下原则选用对应的检验标准:选用对应的检验标准: 四、各类四、各类LEDLED控制电路的区分及对应适控制电路的区分及对应适用的安全标准用的安全标准(1 1)仅具有恒压输出功能或具有恒流输出功能或两者)仅具有恒压输出功能或具有恒流输出功能或两者功能兼有的控制装置,应采用功能兼有的控制装置,应采用IEC61347-2-13IEC61347-2-13安全安全标准检验。标准检验。(2 2)仅具有控制)仅具有控制LEDLED亮暗、闪动、颜色变化功能的控亮暗、闪动

38、、颜色变化功能的控制装置,应采用制装置,应采用GB19510.12/IEC61347-2-11GB19510.12/IEC61347-2-11安安全标准检验。全标准检验。(3 3)如果一个控制装置兼有上述二者功能的(不可分)如果一个控制装置兼有上述二者功能的(不可分开的一个整体),应按照开的一个整体),应按照IEC61347-2-13IEC61347-2-13标准进行标准进行试验。(因为试验。(因为IEC61347-2-13IEC61347-2-13的内容大于等于的内容大于等于GB19510.12/IEC61347-2-11GB19510.12/IEC61347-2-11的内容。)的内容。)(

39、4 4)单一采用已获)单一采用已获CCCCCC认证的开关电源不能免除灯具认证的开关电源不能免除灯具内内LEDLED附加的限流电路的试验,这类灯具中附加的限流电路的试验,这类灯具中LEDLED附件附件的限流电路试验应采用的标准仍应按照上述(的限流电路试验应采用的标准仍应按照上述(1 1)(3 3)的原则。)的原则。 尤尤其其是是这这类类灯灯具具内内的的LEDLED限限流流元元件件采采用用电电阻阻时时,并并且且这这些些电电阻阻被被直直接接安安装装在在印印制制线线路路板板上上时时,应应模模拟拟LEDLED短短路路异异常常状状态态,随随后后测测量量电电阻阻的的发发热热温温度度,此此温温度度应应低低于于

40、印印制制线线路路板板的的耐耐温温极极限。限。五、照明五、照明LEDLED的典型伏安特性曲的典型伏安特性曲线线LEDLED的正常工的正常工作区域是作区域是 图中图中V VF F(0 0)-V-VF F段。从该段。从该工作段可以看工作段可以看出,要使出,要使LEDLED的工作稳定,的工作稳定,最有效的办法最有效的办法是采用控制其是采用控制其工作电流的方工作电流的方法来实现法来实现LEDLED工作点的稳定,工作点的稳定, 所以,对于单串的所以,对于单串的LEDLED模块,采用恒流源驱动模块,采用恒流源驱动或通过调整工作电流来实现调光是最可靠的首选方或通过调整工作电流来实现调光是最可靠的首选方法。但是

41、,如果采用恒压电路,再外加或利用法。但是,如果采用恒压电路,再外加或利用LEDLED模模块中的恒流电路,也能达到使块中的恒流电路,也能达到使LEDLED稳定工作的目的,稳定工作的目的,此时,恒压电路和再外加或利用此时,恒压电路和再外加或利用LEDLED模块中的恒流电模块中的恒流电路应该结合起来视作为一个路应该结合起来视作为一个LEDLED控制装置。因为控制装置。因为LEDLED的热负阻特性,的热负阻特性,所以单纯的恒压电路(例如开关电所以单纯的恒压电路(例如开关电源)是不能作为源)是不能作为LEDLED驱动电路的。驱动电路的。针对照明用针对照明用LEDLED模模块的特点,块的特点,IECIEC

42、标准化组织发布了标准化组织发布了IEC 62384IEC 62384:20062006标准,我国对应的标准,我国对应的GB/T24825-2009GB/T24825-2009也已颁也已颁布并实施,该标准不仅保留了布并实施,该标准不仅保留了IEC 62384IEC 62384的全部内的全部内容,还增加了容,还增加了LEDLED控制装置的能效要求。本文就该标控制装置的能效要求。本文就该标准的主要内容,介绍标准的条款设立的原委,对产准的主要内容,介绍标准的条款设立的原委,对产品的要求及试验要求。品的要求及试验要求。输出电压和电流输出电压和电流1 1、 启动和连接要求启动和连接要求LEDLED控制控制

43、装置内装置内与输出端有关与输出端有关的储能电容,的储能电容,会在启动或连会在启动或连接接LEDLED时,产时,产生短时间的浪生短时间的浪涌电压或浪涌涌电压或浪涌电流,对这些电流,对这些浪涌电量不加浪涌电量不加以控制,可能以控制,可能造成造成LEDLED的寿的寿命缩短或损坏命缩短或损坏. . 本条的考核是为了保证在连接输出负载后再接通输入电源或连本条的考核是为了保证在连接输出负载后再接通输入电源或连接输入电源后再接通接输入电源后再接通LEDLED负载的短时间内,不造成负载的短时间内,不造成LEDLED模块的模块的短期超负荷运行。短期超负荷运行。按按LEDLED控制装置的标志连接上最小的控制装置的

44、标志连接上最小的LEDLED负负载。对控制输出电压的控制装置,存在多组并联负载时,仅载。对控制输出电压的控制装置,存在多组并联负载时,仅留最小的一组负载。对于控制输出电流的控制装置,其输出留最小的一组负载。对于控制输出电流的控制装置,其输出回路中每串回路中每串LEDLED的个数为最小(可能就留一串中的一个的个数为最小(可能就留一串中的一个)。)。* *把把数数字字存存储储示示波波器器(divdiv)的的一一个个通通道道CH1CH1连连接接于于电电流流取取样样电电阻阻上上(取取样样电电阻阻R0.5R0.5,无无感感电电阻阻),另另一一个个通通道道CH2CH2连连接接于于LEDLED模模块块的的电

45、电压压取取样样端端(上上端端)。示示波波器器的的接接地地端端连连接接在在电电压压/ /电电流流测测量量的的公公共共端端子子上上。把把数数字字存存储储示示波波器器设设置置在在自自动触发采样模式,记录时间动触发采样模式,记录时间22s s。积分时段也设置为积分时段也设置为0202s s。* *注意:示波器的测量探头不应采用差分隔离探头,否则无法采集到直流分量。注意:示波器的测量探头不应采用差分隔离探头,否则无法采集到直流分量。本条试验方法和考核要点本条试验方法和考核要点* *先先闭闭合合S2S2,把把电电源源电电压压调调整整到到额额定定值值,再再合合上上S1S1,此此时时示示波波器器记记录录的的有

46、有效效值值即即为为控控制制装装置置提提供供给给LEDLED模模块块的的启启动动电电流流和和启启动动电电压压值值,应应不不超超过过所所配配用用的的LEDLED模模块块额额定定值值(电电压压和和/ /或或电电流流)的的1.11.1倍倍。同同时时,这这一一测测量量值值也也不不得得超超过过LEDLED控控制制装装置置标标称称的的最大输出电流或最大输出电压。最大输出电流或最大输出电压。 * *完成上述测量后,断开完成上述测量后,断开S1S1和和S2S2,等待等待1515分钟后先闭合分钟后先闭合S1S1,示示波器的设置同上,再闭合波器的设置同上,再闭合S2S2,此时示波器记录的有效值即为此时示波器记录的有

47、效值即为控制装置工作后再连接控制装置工作后再连接LEDLED模块时的连接电流和连接电压值,模块时的连接电流和连接电压值,也不应超过所配用的也不应超过所配用的LEDLED模块额定值(电流和模块额定值(电流和/ /或电压)的或电压)的1.11.1倍。同时,这一测量值也不得超过倍。同时,这一测量值也不得超过LEDLED控制装置标称的最大输控制装置标称的最大输出电流或最大输出电压值。出电流或最大输出电压值。注:上述测量中,示波器应设定在具有测量交流和直流(包括脉动直流)的状态,注:上述测量中,示波器应设定在具有测量交流和直流(包括脉动直流)的状态,所测量的值应是包含直流(脉动直流)和交流分量,其积分后

48、值应是真有效值所测量的值应是包含直流(脉动直流)和交流分量,其积分后值应是真有效值。本条试验方法和考核要点本条试验方法和考核要点LEDLED控制装置如果控制装置如果具有稳定的输出电压,则应在产具有稳定的输出电压,则应在产品上标明品上标明“额定输出电压额定输出电压”,并且应相应标明,并且应相应标明“最最大输出电流大输出电流”或或“最大输出功率最大输出功率”。此类此类LEDLED控制控制装置应该属于装置应该属于AC/DCAC/DC转换(包括开关式转换(包括开关式AC/DCAC/DC转转换)的稳压电源。它的特性是在一定的负载电流范换)的稳压电源。它的特性是在一定的负载电流范围内,输出电压几乎不变化。

49、并且当电源电压在围内,输出电压几乎不变化。并且当电源电压在1010的范围变化时,其输出电压几乎不变。即从的范围变化时,其输出电压几乎不变。即从控制装置的输出端看进去,具有很低的输出电阻。控制装置的输出端看进去,具有很低的输出电阻。因为因为LEDLED具有较明显的具有较明显的“温度负阻特性温度负阻特性”,即当,即当LEDLED工作时,随着工作时,随着PNPN结结温的升高,其结结温的升高,其PNPN结的正向工作结的正向工作电压会呈线性下降,电压会呈线性下降,所以上述具有稳定输出电压的所以上述具有稳定输出电压的LEDLED控制装置,只适用于自身带有限流装置的控制装置,只适用于自身带有限流装置的LED

50、LED模模块块(最起码有一个电阻限流),否则对于功率较大(最起码有一个电阻限流),否则对于功率较大的照明的照明LEDLED是无法正常工作的。是无法正常工作的。2 2、 工作期间的电压和电流工作期间的电压和电流控制输出电压的控制输出电压的LEDLED控制装置控制装置试验电路试验电路* *对对于于具具有有稳稳定定输输出出电电压压的的控控制制装装置置,当当输输入入电电压压在在额额定定值值的的9292106106范范围围内内变变化化时时,输输出出电电压压变变化化与与LEDLED模模块块的的额额定电压相比,偏差应不大于定电压相比,偏差应不大于1010;* *对对于于具具有有非非稳稳定定输输出出电电压压的

51、的控控制制装装置置,在在额额定定的的输输入入电电压压下下,输输出出电电压压应应在在所所配配合合的的LEDLED模模块块的的额额定定电电压压的的1010范范围内围内控制输出电流的控制输出电流的LEDLED控制装置,如果具有稳定的输控制装置,如果具有稳定的输出电流,即内部具有恒流源电路,应在产品上标注出电流,即内部具有恒流源电路,应在产品上标注“额定输出电流额定输出电流”和和“最高输出电压最高输出电压”。具有恒流。具有恒流特性的特性的LEDLED控制装置的最大特征是,从输入端向里控制装置的最大特征是,从输入端向里看,具有很高的输出阻抗,在其输出端连接上一组看,具有很高的输出阻抗,在其输出端连接上一

52、组串联的串联的LEDLED,只要串联的只要串联的LEDLED正向电压的累加值不超正向电压的累加值不超过其最高输出电压,在此范围内,多串几个过其最高输出电压,在此范围内,多串几个LEDLED或或少串几个少串几个LEDLED时,控制装置都能保持输出电流的恒时,控制装置都能保持输出电流的恒定特性。从定特性。从LEDLED的工作伏安特性来看,此类控制装的工作伏安特性来看,此类控制装置是最合适的,它不需要附加限流阻抗,可直接在置是最合适的,它不需要附加限流阻抗,可直接在输出端连接输出端连接LEDLED负载。负载。2.2 2.2 控制输出电流的控制输出电流的LEDLED控制装置控制装置* *控控制制输输出

53、出电电流流的的LEDLED控控制制装装置置,如如果果不不是是有有稳稳定定的的输输出出电电流流,即即内内部部具具有有不不够够完完善善的的恒恒流流特特性性电电路路,例例如如内内部部采采用用电电感感或或电电容容限限流流的的电电路路。此此类类电电路路从从输输出出端端向向里里看看的的输输出出阻阻抗抗,低低于于具具有有恒恒定定电电流流输输出出的的控控制制装装置置,但明显高于控制输出电压型的控制装置。但明显高于控制输出电压型的控制装置。* *此此类类控控制制装装置置明明显显的的特特征征是是,只只要要输输出出端端的的LEDLED串串联联负负载载的的正正向向工工作作电电压压累累加加电电压压值值不不高高于于控控制

54、制装装置置的的最最高高输输出出电电压压值值,多多串串几几个个LEDLED或或少少串串几几个个LEDLED时时,控控制制装装置置的的输输出出电电流流的的变变化化基基本本不不超超过过3030,并并且且也也能能保保证证直接配合无附加限流阻抗的直接配合无附加限流阻抗的LEDLED正常工作。正常工作。控制输出电流的控制输出电流的LEDLED控制装置试验电路控制装置试验电路* *对于具有稳定输出电流的对于具有稳定输出电流的LEDLED控制控制装置,当输入电压在装置,当输入电压在9292106106范范围内变化时,输出电流与配用的围内变化时,输出电流与配用的LEDLED额定工作电流相比,偏差不大额定工作电流

55、相比,偏差不大于于1010。* *对于不具有稳定输出电流的对于不具有稳定输出电流的LEDLED控控制装置,当输入电压为额定值时,制装置,当输入电压为额定值时,其输出电流与配用的其输出电流与配用的LEDLED的工作电的工作电流相比,偏差应不大于流相比,偏差应不大于1010。*LED*LED控控制制装装置置,除除了了按按输输出出电电压压或或电电流流来来分分类类外外,在在性性能能方方面面,还还具具有有两两类类情情况况,一一类类是是仅仅具具有有单单一一驱驱动动LEDLED的的功功能能,另另一一类类是是除除了了具具有有驱驱动动LEDLED的的功功能能外外,还还具具有有接接收收电电脑脑控控制制信信号号端端

56、口口和和/ /或或具具有有控控制制LEDLED变变色色、闪闪动动、亮亮暗暗交交替替等等功功能能,即即LEDLED控控制制装装置置内内本本身身具有设定的具有设定的逻辑电路逻辑电路。*LED*LED控制装置的外接控制端口或输出端口,如果在开控制装置的外接控制端口或输出端口,如果在开机或接通电路时,机或接通电路时,外接电路中具有电容器,由于电外接电路中具有电容器,由于电容接通时电容两端电压不能突变而可能产生的浪涌容接通时电容两端电压不能突变而可能产生的浪涌电流的特性,会明显干扰控制装置的正常工作,影电流的特性,会明显干扰控制装置的正常工作,影响逻辑电路的运行,甚至使控制装置内的异常状态响逻辑电路的运

57、行,甚至使控制装置内的异常状态(过流或防短路)保护电路动作。(过流或防短路)保护电路动作。从而使控制装置从而使控制装置不能正常工作。本条款的设定就是要求不能正常工作。本条款的设定就是要求LEDLED控制装置控制装置在接入容性负载或容性控制件时仍应保持良好的工在接入容性负载或容性控制件时仍应保持良好的工作特性。作特性。3 3、容性负载的要求、容性负载的要求连接容性负载的启动过程和工作连接容性负载的启动过程和工作时连接容性负载过程试验时连接容性负载过程试验* *控制输出电压控制输出电压 R=UR=U2 2/P/Pmaxmax* *控制输出电流控制输出电流 R=R= P Pmaxmax/I/I2 2

58、* *含含逻逻辑辑电电路路控控制制输输出出电电压压 C=20C=20/A/AA A为最大输出电流为最大输出电流* *含含逻逻辑辑电电路路/ /控控制制输输出出电流电流 C=400C=400 * *不不含含逻逻辑辑电电路路的的控控制制输输出电压出电压C=1C=1 / /A A* *不不含含逻逻辑辑电电路路的的控控制制输输出电流出电流C=1C=1 A A、 启动过程试验启动过程试验先先闭闭合合S2S2,把把电电源源电电压压调调整整到到控控制制装装置置的的额额定定值值,再再闭闭合合S1S1,从从功功率率计计上上读读出出相相应应的的功功率率,以以证证明明此此状状态态下下控控制制装装置置未未转转入入保保

59、护护状状态态。如如果果输输入入电电压压是是一一个个范范围围,则则应应保保证证在在该该范范围围内内试试验验时时,控控制制装装置置能能正常工作而不转入保护状态,否则为不符合。正常工作而不转入保护状态,否则为不符合。B B、工作过程试验工作过程试验先开启先开启S2S2,再闭合再闭合S1S1,在额定电压闭合在额定电压闭合S2S2,从功率从功率计上应读出相应的功率,以证明此状态下控制装置计上应读出相应的功率,以证明此状态下控制装置未转入保护状态。如果输入电压是一个范围,也应未转入保护状态。如果输入电压是一个范围,也应在这一范围内保证工作时连接容性负载不转入保护在这一范围内保证工作时连接容性负载不转入保护

60、状态。否则为不符合。状态。否则为不符合。LEDLED控制装置控制装置由于内部滤波电解电容的存在,在开机由于内部滤波电解电容的存在,在开机的瞬间,会产生时间约为数十毫秒的进线浪涌电流,的瞬间,会产生时间约为数十毫秒的进线浪涌电流,这一电流约为正常工作电流的这一电流约为正常工作电流的8 8倍倍3030倍。(视电源内倍。(视电源内阻抗,和导通时的电源相位角以及电子电路的不同而阻抗,和导通时的电源相位角以及电子电路的不同而有明显的差异),单个有明显的差异),单个LEDLED控制装置控制装置由于电源电流的由于电源电流的绝对值不高,所以开机时不会造成使用中的麻烦,但绝对值不高,所以开机时不会造成使用中的麻

61、烦,但如果在大的使用场合,用一个闸刀开关控制几百个或如果在大的使用场合,用一个闸刀开关控制几百个或者上千个者上千个LEDLED灯的场合。这一情况下将使系统瞬间的灯的场合。这一情况下将使系统瞬间的浪涌电源电流很大,这将造成空气开关或过流限止装浪涌电源电流很大,这将造成空气开关或过流限止装置的跳闸。置的跳闸。4 4 、开关期间的浪涌电流、开关期间的浪涌电流LEDLED控制装置的各项性能指标的优劣,直接关系到照明控制装置的各项性能指标的优劣,直接关系到照明用用LEDLED器具的整体效率和使用寿命等重要使用功能,器具的整体效率和使用寿命等重要使用功能,但安全指标是确保不对使用者和周围环境产生各种危但安全指标是确保不对使用者和周围环境产生各种危害的更高一级标准要求(强制性要求)害的更高一级标准要求(强制性要求)LEDLED控制装置控制装置只有在满足各项安全要求的前提下,才有意义来衡量只有在满足各项安全要求的前提下,才有意义来衡量其性能指标的优劣。其性能指标的优劣。我今天介绍的我今天介绍的LEDLED的有关标准要求,只相当于冰山露在的有关标准要求,只相当于冰山露在水面上的部分,还有更多的要求需要我们去读解。读水面上的部分,还有更多的要求需要我们去读解。读解全了、懂了,解全了、懂了, LEDLED照明产业是会在它的长项领域推照明产业是会在它的长项领域推广的。广的。结束语:结束语:

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