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日图课堂|华仪6700系列交流电源在LED灯具上的应用

阅读:317发布时间:2017-10-11

 概述

随著半导体技术的进步,LED (Light Emitting Diode) 性能大幅提高,相较于传统灯泡,LED 能提供更高的光通量,减少更多能源消耗。让各国大力推广,从汽车、家庭照明到工商业使用,乃至政府用于交通规划等。随著 LED 使用量遽增,LED 所消耗的瓦数成为产业关注的项目,其中能源之星 Energy Star,属于美国环保(Environmental Protection Agency, EPA) 及美国* (United States Department of Energy, DOE)共同制定的标示规范,为了保护气候,强制要求提高工商业能源使用率,产品若不符合能源之星的标准,不得销售至美国。故能源的使用,除了本身产品的效率外,待机功率消耗也成为重要的议题。

 

应用需求

灯具之待机功率在标准中的定义,是当灯具直接与市电连结,即使有些 LED 灯源并没有被开启,也会有微量的能源消耗。根据消耗的方式,订出下列模式:

1.    执行模式(Active mode)

2.    关闭模式(Off mode)

3.    待机模式(Standby mode)

其中待机模式的消耗功率zui为重要,待机定义为即使开关为 OFF 状态,不产生任何光源,但因灯具有感应器、连网等智慧功能,而仍有微量的消耗。假如一颗 7W 的灯、待机消耗 0.5W,一天开启 10 小时,一年开 300 天,其消耗电力计算如下:

7/1000*10*300=21 (kw-hr)

待机时数:365*24-300*10=5760

待机消耗瓦数:0.5/1000*5760=2.88 (kw-hr)

计算后,整年度 LED 待机功耗占全部消耗电量的12%,若未来 LED 点亮时消耗瓦数越来越小,待机所消耗的瓦数比重就越来越重。为了不让一开始节省能源的本意背道而驰,能源之星订出各种 LED 出厂时待机功耗必须小于等于 0.5W,而后随著技术成熟,加州能源委员会(CEC)提出于 2019 年后,LED灯具待机功率必须要小于 0.2W,比起能源之星的要求严格许多。为了让所有製造商能有共同的测试基准,于 IEC 62301 法规中,订定出测试待机功率时所需的基本设备及测试方法。电力是 LED 灯具运作的*要素,浮动的输入电源会导致量测值偏差,因此在测量待机功率之前,要先确认设备是否符合下列要求:

1.    电压:依各国额定电压的±1%以内

2.    频率:依各国额定频率的±1%以内

3.    供应电源在提供被测物测试时,总电压谐波成分不可超过 2%(至(含)第 13 次谐波),

4.    输出电压的波峰因数要在 1.34-1.49 之间。

LED 灯具待机功率量测配置如下图:

 

 

 

 

解决方案

若要将 LED 灯具销售至不同国家,虽然可以用自藕变压器调整电压,但可以很明显地从 Power Meter 看到电压持续浮动;而稳压器可以达到稳定电压,却无法调变频率。在需要自由调整电压、频率的情况下,华仪电子 6700 系列线性的交流电源 (Linear AC Source) 可提供电压 0-300V (选购 0-600V)、频率 45-500Hz 的变压变频需求,同时具有方便的记忆组(Memory),可以依照下表各国常态电压、频率进行快速切换:    

国家/区域电压/频率
欧洲230V, 50Hz
北美115V, 60Hz
日本100V, 50/60Hz
中国220V, 50Hz
澳洲、纽西兰230V, 50Hz

    

6700 系列电源採用线性放大式的硬体架构,输出涟波、杂讯以及谐波失真皆比切换式电源小,规格符合    LED 测试设备之要求。而在待机功率量测时, 6700 功率量测解析度可达 0.01W,可以避免读值只显示 0.2W,却不知道是 0.21W 还是 0.19W 的问题; 6700 内建瓦数上下限判定功能,在生产端可直接设定功率上限,可避免因操作人员在长期工作疲劳而做出错误判定,导致不良品出货,进而有产品回收的风险。

 

案例

LED 灯具厂商竞争激烈,使得 LED 灯具品质成为zui重要的比较项目。在大量生产的过程中,从单板到成品,皆必须通电进行点亮测试。追求高品质的厂商,更在通电同时会注意每一个 LED 产品的功率。为了确保消耗功率都在规范内,应在每一条线配置一台符合规格的高品质交流电源,使所有产品都能在共同的基准下量测,有效判定不良品。

 

结论

LED 灯具不仅要销售国内,更要佈局,依据销售国家的不同需求,快速调变测试电源,才能提高产品品质及效率。6700 系列交流电源是 LED 灯具生产线的较好解决方案,除了供应稳定乾淨的电源, 6700 交流电源也能同时符合待机功率 0.01W 解析度的量测要求,生产线无需另外购买功率表 (Power Meter),以一台仪器解决稳定供电、快速量测的需求。


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