LED驱动电源测试与认证中的技术问题研究

论文摘要

面对环境污染和能源危机,节能环保一直是当今时代人类最为关心的话题之一。照明能耗作为能源消耗的重要组成部分,高达总能耗的19%左右。因此绿色照明,越来越受人们的注重。LED作为新型绿色光源,具有节能、环保和寿命长等优点,从而正慢慢在很多领域取代传统照明光源,对环保节能有着重要的意义。LED应用于照明是二十一世纪照明市场的新希望。LED属于冷光源,其性能受驱动电源性能和使用环境的制约。为了保证LED驱动电源的高性能、高可靠性,需要对LED驱动电源进行检测与认证。通过检测与认证往往会发现LED驱动电源中存在的电磁兼容不达标、功率因数和效率较低,以及安全性能不达标等问题,因此通过对LED进行检测与认证,对检测后存在的问题进行解决与分析具有重要的理论意义和现实。论文在分析LED的基本性能,以及LED驱动电源认证机构的基础上,对LED部分认证流程进行了阐述,对LED检测认证中需要解决的EMI抑制问题、功率因数校正问题、以及安全性能问题进行了较为全面深入的研究,设计了系统的解决方案。文中对20W、50W、100W的LED驱动电源进行了分析,分别对电磁兼容性、功率因数校正等方面进行了设计,20W采用无源功率因数校正进行了分析,50W和100W均采用有源功率因数校正并且对电路进行了抗EMI设计与分析。本文首先对LED进行了介绍,并对LED驱动电源以及LED检测发展现状进行了论述；其次分析了电磁兼容问题,对EMI滤波器设计进行了详细介绍；再次,对功率因数校正进行了分析与设计,完成了功率因数的提升；最后对LED驱动电源的安全性能进行了分析与论述,并且针对性的对RoHS指令以及耐压测试、潮湿测试等提出了解决方案。论文对20W、50W、100WLED驱动电源样机进行了测试,对关键点的测试参数进行了分析。测试结果表明,LED驱动电源样机可以进行LED驱动电源认证,已达到部分测试需要的要求,电源工作正常,性能稳定。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 LED的介绍
• 1.3 国内外发展现状
• 1.3.1 LED发展历史及研究现状
• 1.3.2 LED驱动发展现状
• 1.3.3 检测认证技术研究现状和发展趋势
• 1.4 本课题主要完成工作
• 2 LED驱动电源检测与认证概述
• 2.1 LED驱动电源检测与认证内容
• 2.2 认证流程
• 2.3 测试与认证分析方法
• 3 认证中与电气性能相关的电路设计
• 3.1 功率因数
• 3.1.1 功率因数校正的原因
• 3.1.2 功率因数校正
• 3.2 功率因数校正方案
• 3.2.1 无源功率因数校正
• 3.2.2 有源功率因数校正
• 3.3 逐流电路无源型功率因数校正
• 3.4 有源功率因数校正
• 3.4.1 有源功率因数分类
• 3.4.2 具有模拟乘法器的有源功率因数校正电路设计
• 3.4.2.1 L6562芯片介绍
• 3.4.2.2 L6562功率因数校正的工作原理
• 3.4.3 单周期APFC电路设计
• 3.4.3.1 IR1150芯片介绍
• 3.4.3.2 IR1150功率因数校正的原理
• 3.5 功率因数校正参数设计及实验结果
• 3.5.1 逐流电路参数设计与测试结果
• 3.5.1.1 逐流电路应用
• 3.5.1.2 逐流电路应用参数设计
• 3.5.1.3 逐流电路总结
• 3.5.2 基于L6562的APFC参数设计与测试结果
• 3.5.2.1 L6562电路参数设计
• 3.5.2.2 L6562测试结果
• 3.5.3 基于IR1150的APFC实验结果
• 3.5.3.1 IR1150参数设计
• 3.5.3.2 IR1150测试结果
• 3.6 功率因数校正总结
• 4 EMC测试与认证
• 4.1 电磁干扰的概念
• 4.2 LED驱动电路中的电磁干扰理论分析
• 4.3 电磁兼容测试环境
• 4.4 LED驱动电磁干扰解决方案
• 4.4.1 EMI滤波器的设计
• 4.4.2 PCB板设计
• 4.4.3 静电屏蔽
• 4.5 EMC实验测试结果
• 4.5.1 基于IR1150和L6599芯片的200-WLED驱动电路
• 4.5.2 基于L6562和NCP1377芯片的50WLED驱动电路
• 4.6 EMI抑制小结
• 5 安全与ROHS认证
• 5.1 安规认证
• 5.1.1 安规测试项目
• 5.1.2 电路安全距离
• 5.1.2.1 电气间隙
• 5.1.2.2 爬电距离
• 5.1.2.3 绝缘穿透距离
• 5.1.3 安全认证中常见问题及其应对措施
• 5.2 RoHS指令
• 5.2.1 RoHS指令的介绍
• 5.2.2 RoHS的测试方法
• 5.2.3 RoHS认证中常见问题及其应对措施
• 5.3 安全设计与RoHS认证的意义
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1
• 附录2