LED燈具與我們的生活息息相關(guān)，它具備低功耗、長壽命等優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些需要注意的問題，比如電源諧波對(duì)LED的影響，今天我們一起看一下LED的工作原理和諧波測試。
LED燈具組成和工作原理
LED燈在生活中已經(jīng)隨處可見，大家一定不陌生，例如舞臺(tái)燈、車燈、路燈、礦燈、臺(tái)燈等。LED燈具組成一般可以分為：LED燈珠、LED透鏡、燈板、電源驅(qū)動(dòng)器、燈體（外殼），有些大功率應(yīng)用場合，需要多組LED燈組合時(shí)，還會(huì)有分控器。在這些組成部件當(dāng)中LED燈珠和LED電源驅(qū)動(dòng)器是必不可少的核心部件。沒有LED燈珠就不可能帶來光源，那LED電源驅(qū)動(dòng)器為什么必不可少呢？
為什么LED燈必須要配電源驅(qū)動(dòng)器呢？LED全稱發(fā)光二極管，既然是二極管，LED就具備與二極管一樣的伏安特性。我們來看一個(gè)典型的二極管伏安特性圖。
如圖所示，我們可以看到當(dāng)LED正向供電時(shí)，一旦電壓超過導(dǎo)通電壓，電流會(huì)隨著電壓增大而快速變大，這也說明了LED正向?qū)娮韬苄 Ｋ匀绻覀儾捎秒妷汗╇姡瑒t必須保證供電電壓非常穩(wěn)定，否則一旦電壓的微小變化，都有可能導(dǎo)致電流突變而燒毀LED。所以LED的驅(qū)動(dòng)需要專用的電源驅(qū)動(dòng)器，而當(dāng)前使用最多的方式就是恒流驅(qū)動(dòng)，當(dāng)然也有部分恒壓驅(qū)動(dòng)的方式。
LED電源驅(qū)動(dòng)器的原理圖如下圖所示，輸入信號(hào)一般有交流、低壓直流、高壓直流等，不同信號(hào)前端整流、濾波電路會(huì)有所不同；中間通過PWM信號(hào)控制開關(guān)器件進(jìn)而控制隔離變壓器產(chǎn)生副邊信號(hào)；后端通過整流器和反饋回路實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的DC輸出，DC輸出根據(jù)恒壓、恒流不同而調(diào)整整流器和濾波電路。
LED諧波測試的必要性
從上面分析我們知道LED燈一般采用恒流驅(qū)動(dòng)，而恒流源的制作就需要用到開關(guān)器件，而在實(shí)際研發(fā)過程中為了降低低壓直流電流在各種輸送環(huán)節(jié)耗損，大功率LED產(chǎn)品往往由多個(gè)小功率單元組成，采用分布式的方式進(jìn)行工作。而我們知道開關(guān)電路往往是產(chǎn)生諧波的源頭，開關(guān)信號(hào)的諧波含量非常高，其波形為斷續(xù)的尖峰波。如果我們用的LED燈具功率小或者應(yīng)用數(shù)量少，例如家用，往往就忽視了諧波的影響。但是如果在大量的LED燈具同時(shí)工作的情況下，其產(chǎn)生的諧波將不可忽視，如果不加以處理，可能對(duì)供電網(wǎng)造成污染，對(duì)同一電網(wǎng)內(nèi)的其他設(shè)備產(chǎn)生不可預(yù)知的危害。
LED諧波測試方案
既然LED燈在使用的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生諧波，那么對(duì)諧波的測試就是必不可少的。市面上可以測試諧波的儀器有很多，如功率計(jì)、功率分析儀、電能質(zhì)量分析儀，甚至示波器都可以測試諧波，那么我們應(yīng)該如何選擇呢？
通過上表對(duì)比，可知PA系列功率分析儀不僅具備最高0．01％的精度，而且具備5MHz帶寬，2MS／s的采樣速率，且可以分析最高500次諧波，具備FFT功能，非常適合用于LED等高頻諧波的精準(zhǔn)分析。
LED諧波模擬方案
在LED燈以及LED電源驅(qū)動(dòng)器研發(fā)過程中，不僅要測試諧波，也會(huì)有模擬諧波對(duì)電源驅(qū)動(dòng)器的影響以及對(duì)LED燈具正常工作的影響的需求。
PWR／PSA電源不僅可以輸出DC、AC、DC＋AC信號(hào)，還可以自由編輯信號(hào)波形，且變頻范圍支持0．1Hz～10KHz，可以按照IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行模擬輸出，用戶還可以編輯高達(dá)50次諧波，自定義各次諧波幅值，生成特定諧波波形。
LED行業(yè)是比較典型的需要諧波模擬和測試的場合，除LED行業(yè)以外，開關(guān)電源、變頻器、逆變器等用到開關(guān)器件的行業(yè)也都用類似的需求。
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