高性能測試儀器確保 LED 照明產品符合行業標準

LED 照明應用的製造商和用戶需要確保他們的產品符合眾多可靠性和效率的標準。除了 EnergyStar 等自願倡議和計劃外，在開發過程中，還必須牢記照明行業的強制性標準和規範，包括最新的 IES LM-79-19 和 ANSI C82.16 文件。

本文概述了LED照明產品的相關照明標準和規範。它還介紹了測試設備的功能，包括 PA900 功率分析儀（具有內置照明規格）以及 直流電子負載和耐壓測試儀。這些便攜式測試設備具有觸控螢幕和其他友好的功能，使工程師和技術人員能夠在產品被發送到測試設施之前，輕鬆確認他們的 LED 照明產品符合性能、能源效率、驗證和安全性等的必要參數.

照明工程學會 (IES) 的 LM-79-19 固態照明應用標準於 2019 年更新，這是自 2008 年以來的第一次。除了指定光學測量（流明、色度、光通量等）外，LM-79-19 還具有嚴格的系統功效規範。對於 LED 照明應用，相關參數屬於“交流電源標準”（第 5.1-5.3 節），包括：

• 光學測量（流明、色度、光通量等）
• 具有 k=2 置信區間的電力（電壓、電流、功率、功率因數）。

在更新的 2019 年 LM79 標準中，電力規格已從 K=1 提高到 k=2“置信區間”。這意味著在進行校準時，測量設備必須具有 K=2 的置信水平，即在平均值的正負兩個標準偏差內準確率為 95%。

• 交流電壓 (60 Hz) – 0.4% 或更低
• RMS 電流 – (0.5Hz 至 1kHZ ) 0.6% 或更低 – (1kHz 至 100kHz) 2.0% 或更低
• AC 電源 – (0.5Hz 至 1kHz) 1.0% 或更低 – (1kHz 至 100kHz) 2.0% 或更低
• 直流電壓 – 0.1% 或更低
• 直流電流 – 0.1% 或更低
• 功率因數 – PF>=0.7
• 系統效率（流明/瓦 (Lm/W)、驅動器效率，如果未集成）
• 物理和環境（溫度、振動、氣流等）

如圖 1 所示，LED 驅動器可以集成到 LED 照明燈具本身中。在這種情況下，必須使用測試儀器量測進入燈具 LED 驅動器（電源）的輸入功率及其輸出功率，以計算系統效率（圖 1。）

Vitrek 的 PA9xx 系列功率分析儀在設備開發的設計、生產和驗證階段，量測 LED 照明產品的性能、能效和驗證參數。小型化、重量輕的 PA9xx 設備非常容易操作。它們符合更新後的 LM-79-19 規格，可滿足更高的 K-2 精度要求。

功率分析儀的功率數據屏幕（圖 2）通過顯示以下參數使用戶可以輕鬆檢查 LED 應用是否滿足所有要求的規格：電壓、電流（紋波）、功率、視在功率 (VA)、無功功率 (VAR)、功率因數 (PF)、頻率和效率。

LED 驅動器的效率量測

Vitrek 功率分析儀可根據需要選擇連接一到四個通道，用作虛擬功率分析儀 (VPA)。通過提供將單獨的功率分析儀集成到同一儀器中的能力，該設備實質上將每個通道變成了單獨的 PA 通道。

在以下示例中（圖 3），PA 連接到 LED 燈具以測試 LED 驅動器效率，以確保產品符合合規性規範。圖 3 中功率分析儀的後面板顯示了兩個通道。在 LED 驅動器端，LED 驅動器的輸入為 120V 交流輸入信號，輸出為直流信號（通常約為 10 伏）。

如圖所示，120V 輸入電源（紅線和黑線）作為電壓通道 1 佈線和連接。在電流側，輸入電流被路由到功率計並返回（藍色）到 LED 驅動器的輸入側。因此電壓和電流在通道 1 上。LED 驅動器的輸出，電壓的紅色/黑色連接連接到通道 2。為了測試，LED 驅動器輸出電流運行到功率分析儀的通道 2，然後退出。然後將其連接到 LED 燈具。

功率分析儀和 LED 驅動器連接到兩個通道，PA 的觸摸屏面板用於測量和顯示 LED 驅動器的效率。如圖 4 所示，LED 驅動器的輸入（面板的右上角）分配為輸入編號 1（紫色方形“Config VPA, VPA1”）。這描繪了 LED 驅動器的輸入以顯示效率，如右側紫色方塊中的“EFF/LOSS”所示。

如圖 5 中所示，LED 驅動器的輸出分配為通道 2，右上角顯示為“CONFIG VPA2”（紫色方塊）。

通過在顯示屏幕之間切換來配置設備以顯示不同的參數。 PA9xx 經由顯示輸出、損耗和驅動器效率，可以輕鬆計算 LED 驅動器的輸出/輸入功率，如圖 6 中黃色所示。

如圖 5 中所示，LED 驅動器的輸出分配為通道 2，右上角顯示為“CONFIG VPA2”（紫色方塊）。

通過在顯示屏幕之間切換來配置設備以顯示不同的參數。 PA9xx 經由顯示輸出、損耗和驅動器效率，可以輕鬆計算 LED 驅動器的輸出/輸入功率，如圖 6 中黃色所示。

為簡化 LED 照明一致性測試，Vitrek PA9xx 系列功率分析儀具有能源之星 EN50564:2011 5.3.2a 規範的部分待機功率（圖 7）。 在此例中，分析儀連接到智能 LED 照明燈具。 用戶可以觸摸待機電源按鈕（右側，綠色）點擊電源按鈕（底部，紅色）並按下啟動以查看屏幕上顯示的待機功率（伏特等）。

在智能照明應用中，量測待機功率可以關閉燈具本身，同時不斷監控其電子設備以通過互聯網或應用程序進行通信。 在這種情況下，PA9xx 也可用於量測待機功率。

其他功能包括：

• 圖形和數字顯示
• 個人頻道
• 電壓、電流或功率諧波
• EN61000-3-2 和 3-12（50 次諧波）
• 用戶諧波電平（限值）
• 數值或百分比的線性或對數顯示
• 頻率、THDf、THD 信號

它還提供示波器模式和周期模式屏幕，以在計算 LED 照明測量時顯示紋波和周期，如圖 10a 和 10b 所示。

• 一次最多可以顯示六個軌跡
• 每個跟踪都有用戶可選擇的：
• 縮放、偏移和顏色
• 時基、觸發和触發位置
• 準確度高達 0.03%

Vitrek 的 DL 系列電子直流負載用於在項目的設計和生產開發階段檢查 LED 照明的性能和能效參數。 LED 驅動器是 LED 照明應用的電源，即使負載增加，也需要保持恆定電流。 Vitrek 的可編程直流負載（圖 11）緊湊便攜，可用於安裝 LED 應用的地方，以檢測電流是否穩定以及即使負載發生變化，發光強度（光通量）是否保持在合理範圍內。 DL 系列電子直流負載有六種不同的型號，三種不同的電壓和功率等級。

Vitrek 的耐壓測試儀（V7x 系列和 95x 系列）可用於最終生產測試階段，以確保 LED 照明產品通過安全認證測試。

不同的耐壓測試儀型號根據每個系列執行各種測試，包括交流耐壓、直流耐壓和絕緣電阻、連續性和接地連接。

V7x 系列可以直接從前面板測試 5KV AC 和 5KV DC。 95x 系列可以直接從前面板測試 6KV AC 和 6KV DC。 95x 系列耐壓測試儀提供更高的精度、速度和電流。 外部選項可提供高達 30KV 的交流側測試和高達 15KV 的直流測試。

Vitrek 的 964i 高壓開關系統可在產品生產的最後測試階段與 Vitrek V7x 和 95x 系列高壓測試儀一起使用。

例如，在生產 LED 驅動器的生產線上，10 台 Vitrek 耐壓測試儀可以同時測試多達 10 個 LED 驅動器。

或者，一台 Vitrek 耐壓測試儀可與 964i 高壓開關系統一起使用，以測試所有 10 個 LED 驅動器。 在這種情況下，開關會將來自一台高壓測試儀的電壓引入前面板。 一系列繼電器，將承受高壓並將其切換到多個點，因此 10 個繼電器可以從繼電器 1 切換到 10，以非常快速地測試 10 個不同的 LED 驅動器。

此外，QT Enterprise 軟件結合使用時，可與耐壓測試儀同時配置 964i 交換系統，並保存結果以備客戶審核或要求時使用。