五款小功率LED驱动电源深度评测

废城往事

　　前言
　　日前，中国国家认证认可监督管理委员会发布《国家认监委关于发布强制性产品认证实施规则的公告》，其中LED驱动电源纳入3C强制认证范畴。调整新增产品自2015年9月1日起，未经认证不得擅自出厂、销售、进口或者在其他经营活动中使用。在行业发展初期，国家并没有把LED驱动电源纳入非强制性认证(CQC)体系和3C认证范围，需要认证的只有LED灯具，也就是说3C认证只是测试灯具并没有单独测试驱动电源。
　　从整个行业长远的发展而言，这无疑有利于电源的健康良好发展，但同时也可能会对某一部分企业造成不小的冲击。另一方面，随着市场的膨胀，传统的电源厂商也开始纷纷推出LED电源产品，再加上众多创新型的企业不断涌现，加入了分食蛋糕的行列。
　　为了深入了解目前LED驱动电源的产品品质，本期评测，新世纪LED评测室选取了深圳市展华光电有限公司(以下简称“展华”)、上海诺意光电科技有限公司(以下简称“诺意”)、深圳市莱福德光电有限公司(以下简称“莱福德”)、广东科谷电源有限公司(以下简称“科谷”)、深圳市欣锐特科技有限公司(以下简称“欣锐特”，共五款LED小功率驱动电源，特邀佛山市沃特测试技术服务有限公司作为第三方检测机构，测试工程师胡晓坤为首席评测师，从转换效率，功率因数，恒流精度，电压范围，传导骚扰，辐射骚扰(CDN法)，谐波电流，浪涌等方面，深入探讨目前市面上LED小功率驱动电源的产品品质，是否达到行业的相关标准。
　　本次评测样品终端销售价格

　　产品外观与产品描述
　　本次测试样品共有五个型号，科谷KEDH003S0350NR05;;欣锐特LQC100VA-40HNA; LF-G425A;展华WGSBE-031C030;诺意NQ2442C300，对转换效率，功率因数，恒流精度，电压范围，传导骚扰，辐射骚扰(CDN法)，谐波电流，浪涌8个项目进行测试评估。本次测试项目仅为单项测试结果评估，并未包含安全，电磁兼容，能效的完整项目测试，相关结论仅为参考。
　　以下为各型号标称参数列表

　　测试说明
　　测试时间：2014年7月28日至2014年8月7日
　　测试结果及分析：测试结果数据显示顺序按照转换效率，功率因素，恒流精度(参看输出电流)，输出电压，辐射骚扰(CDN法)，传导骚扰，谐波电流，浪涌。试验过程中，电源输入采用制造商标称输入电压范围的最高电压和最低电压进行，同时，对中国大陆电网电压也纳入评估。控制装置输出负载采用制造商宣称的最大负载和最小负载进行,或者是采用额定负载进行。
　　转换效率
　　该项试验通过测量控制装置的输出功率和输入功率，通过公式计算得出转换效率：
　　转换效率=输出功率÷输入功率
　　试验过程中，电源输入采用制造商标称输入电压范围的最高电压和最低电压进行，同时，对中国大陆电网电压也纳入评估。控制装置输出负载采用制造商宣称的最大负载和最小负载进行,或者是采用额定负载进行。
　　转换效率试验结果

　　经过测试，5个型号的LED控制装置中，型号为LF-G425A的转换效率最高达到78.1%，最低时为72.1%，为5个型号中转换效率最高的;型号为LQC100VA-40HNA的转换效率最高只达到53.8%，最低时只为51.7%，为5个型号中转换效率最低的一个。
　　功率因数
　　该项试验依据GB/T 24825第9章节进行;试验过程中，电源输入采用制造商标称输入电压范围的最高电压和最低电压进行，同时，对中国大陆电网电压也纳入评估。控制装置输出负载采用制造商宣称的最大负载和最小负载进行，或者是采用额定负载进行。
　　线路功率因素试验结果

　　经过测试，5个型号的LED控制装置中，型号为NQ2442C300的功率因数最低时为0.660，最高时达到0.910，为5个型号中功率因素最高的;型号为LQC100VA-40HNA的功率因数最低时为0.460，最高时只达到了0.550，为5个型号中最低的。
　　输出电流恒流精度
　　该项试验依据GB/T 24825第7.2章节进行;试验过程中，电源输入采用制造商标称输入电压范围的最高电压的106%和最低电压的92%进行，同时，对中国大陆电网电压也纳入评估。控制装置输出负载采用制造商宣称的最大负载和最小负载进行，或者是采用额定负载进行。
　　以下是输出电流恒流精度测试结果

　　5个型号的LED控制装置中，KEDH003S0350NR05铭牌输出电流为350mA，实际输出电流为298-300mA;LF-G425A铭牌输出电流为350mA，实际输出电流为342-353mA;NQ2442C300铭牌输出电流为300mA，实际输出电流为267-294mA;LQC100VA-40HNA铭牌输出电流为100mA，实际输出电流为58-63mA;WGSBE-031C030铭牌输出电流为300mA，实际输出电流为289-292mA。经过比较，型号为LF-G425A、WGSBE-031C030两个型号的输出电流与铭牌输出电流额定值偏差在10%以内，符合标准的要求，其它3个型号偏差均超过10%，其中LQC100VA-40HNA偏差达到42%，为5个型号中最差的。
　　电压范围
　　在额定输出电流情况下测量输出电压。试验过程中，电源输入采用制造商标称输入电压范围的最高电压和最低电压进行，同时，对中国大陆电网电压也纳入评估。控制装置输出负载采用制造商宣称的最大负载和最小负载进行，或者是采用额定负载进行。
　　以下为电压范围输出电压测量试验结果





　　经过测试，5个型号的LED控制装置中，KEDH003S0350NR05铭牌输出参数为8-11VDC，实际输出参数为6.3-14.3V;LF-G425A铭牌输出参数为9-14VDC，实际输出参数为6.3-15.4V;NQ2442C300铭牌输出参数为6-12VDC，实际输出参数为2.6-12.3V;LQC100VA-40HNA铭牌输出参数为20-40VDC，实际输出参数为15.8-57.6V;WGSBE-031C030铭牌输出参数为10VDC，实际输出参数为7.6-15V。经过比较，型号为LF-G425A、NQ2442C300的两个输出参数与铭牌输出参数额定值偏差较小。
　　EMC部分测试分析
　　根据LED驱动电源的EMC认证经验，LED驱动电源EMC问题主要集中在传导、辐射骚扰(30MHz-300MHz)、谐波电流、浪涌等EM测试项目，所以，这5个驱动采用最新EMC国际标准从以上4个项目着手测试评估分析，以下是EMC具体的测试项目与分析：
　　传导测试结果

　　总结
　　LED灯具以其高效、节能、长寿、小巧等技术特点，正在成为新一代照明市场的主力产品，且有力地拉动环保节能产业的高速发展。根据市场调查公司的报告，2010年全球LED照明市场超过57亿美元。预计从2010年到2016年，全球LED照明的市场占有率将由7%增至40%以上，2020年LED照明市场的收入将接近5200亿美元，接近60%的全球照明市场份额。同时随着LED技术的不断探索、提升，灯具整体的性能要求也越来越高，而驱动电源在整个LED灯具中发挥的作用与影响就好比像汽车的发动机一样重要。
　　因此市场未来对LED驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容等的要求将越来越重视。设计一款好的LED驱动电路除了要满足基本的安全要求外,也应该在恒流特性与降低功耗方面下足工夫，尽可能保持恒流特性,尤其在电源电压发生±15%的变动时,仍应能保持输出电流在±10%的范围内变动.避免驱动电流超出最大额定值,影响其可靠性.，同时获得预期的LED亮度、色度的一致性要求。
　　驱动电路保持较低的自身功耗,这样才能使LED的系统效率保持在较高水准。转换效率与功率因数低，说明使用的驱动电源、电路设计不好，会大大降低灯具的使用寿命。电源的效率高，它的耗损功率小，在灯具内发热量就小，也就降低了灯具的温升。对延缓LED的光衰有利。
　　在电磁兼容方面LED驱动作为一个干扰源，运行时产生的传导骚扰/辐射骚扰/谐波。对变压器、电动机、电容器等所有连接于电网的电器设备都有大小不等的影响与危害，主要表现为产生谐波附加损耗，使得设备过载过热以及谐波过电压加速设备的绝缘老化等。
　　并联到线路上起无功补偿的电容器对谐波会有放大作用，使得系统电压及电流的畸变更加严重。另外，谐波电流叠加在电容器的基波电流上，会使电容器的电流值增加，造成温度升高，减少电容器的使用寿命。谐波电流也会使变压器的铜损耗增加，引起局部过热、振动、噪音增大、绕组附加发热等。当电流谐波分量较高时，可能会引起继电保护的过电压/电流保护的误动作。因此，如果量测出谐波电流过高时，除了电容器端需要串联适宜的调谐(detuned)电抗外，并考虑针对负载特性加装谐波改善装置。
　　综合以上，在综合考虑LED驱动的安全与性能，电磁兼容，节能环保等方面的设计与研究，将是我们LED行业未来的重中之重，率先做好技术研究、开发、储备，才能凭借核心技术能力，在未来的市场上占据有利的地位。