用于led驅動電源測試的電子負載裝置及其測試方法
【專利摘要】本發明提供一種用于LED驅動電源測試的電子負載裝置及其測試方法，該電子負載裝置設置包括有功率消耗單元、電壓采樣模塊、硬件減法器電路模塊和硬件乘法器模塊，硬件減法器電路模塊分別連接電壓采樣模塊和硬件乘法器模塊，使硬件減法器電路模塊輸出電壓Vrd為輸入電壓Ui減去可調電壓Vd;硬件乘法器模塊依次連接硬件減法器電路模塊和功率消耗單元，使輸出電流Icon為輸入電壓Vrd除以電阻Rd;功率消耗單元連接待測LED驅動電源，根據硬件乘法器模塊給定的電流Icon帶載相應電流；實現在純硬件電路設計上的CR-LED模式，帶載全部由硬件電路硬件減法器電路模塊和硬件乘法器模塊完成運算控制，響應速度快，能很好的模擬LED的負載特性，同時測試方法簡易。
【專利說明】用于LED驅動電源測試的電子負載裝置及其測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于LED驅動電源測試的電子負載裝置，同時本發明還涉及運用此種裝置的檢測方法。
【背景技術】
[0002]近年來，LED照明產品受到越來越廣泛的應用，其“高可靠性”成為LED產品的重要特性，而LED驅動電源的品質直接制約著LED產品的可靠性。
[0003]現有技術LED照明通常采用恒流源驅動電源，LED恒流源的測試采用電子負載裝置的CR (恒電阻)和CV (恒電壓)兩種傳統模式進行，但由于LED驅動電源大多采用開關原理設計而成，因此存在較大的電流和電壓紋波，從而使得這種通用型的CR和CV模式很容易受到高頻噪音的干擾，導致測試的偏差，甚至無法測試。而且從LED燈的特性分析，存在一個導通電壓Vd，而通過電子負載裝置CV模式只能夠模擬LED燈的工作電壓，卻無法模擬出導通電壓Vd，因此使用電子負載裝置的CV模式來測試LED驅動電源，得到的測試結果是不夠準確的。
[0004]目前現有技術測試LED驅動電源主要采用電子負載裝置的CR-LED模式，該模式下是用純軟件計算實現模擬功能，如圖1所示，AD采樣電壓和電流經過電子負載裝置的CPU處理器，然后經DA轉換后進行電流控制，通過軟件運算得出電阻Rd，由于軟件運算全靠電子負載裝置的CPU處理器完成，而且電子負載裝置的CPU處理器全程參與運算，因此存在占用CPU處理器資源、響應速度慢的問題。也就是目前電子負載裝置測試LED驅動電源無實際的硬件回路支撐，而是通過檢測電壓和電流之后運算得來，而LED恒流源驅動電源存在較大的高頻紋波，因此疊加后的電壓是實時變化的，導致這種電子負載裝置無法及時響應。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種用于LED驅動電源測試的電子負載裝置，解決電子負載裝置測試LED驅動電源無實際的硬件回路支撐，而是通過檢測電壓和電流之后通過電子負載裝置的CPU處理器運算得到的問題，且LED驅動電源存在較大的高頻紋波，導致電子負載裝置存在的無法及時響應的問題，同時本發明還提供一種本發明電子負載裝置的測試方法。
[0006]為了實現上述目的，本發明的技術方案是:提供一種用于LED驅動電源測試的電子負載裝置，對LED驅動電源進行拉載，該電子負載裝置設置包括有功率消耗單元和電壓采樣模塊，所述電子負載裝置還包括硬件減法器電路模塊和硬件乘法器模塊，硬件減法器電路模塊分別連接電壓采樣模塊和硬件乘法器模塊，使硬件減法器電路模塊輸出電壓Vrd為輸入電壓Ui減去可調電壓Vd;
硬件乘法器模塊依次連接硬件減法器電路模塊和功率消耗單元，使輸出電流Icon為輸入電壓Vrd除以電阻Rd;
功率消耗單元連接待測LED驅動電源，根據硬件乘法器模塊給定的電流Icon帶載相應電流。
[0007]所述硬件減法器電路模塊和硬件乘法器模塊還分別接收設定參數經電子負載裝置的CPU處理器運算處理后得到的輸出電壓Vd信號和電阻Rd信號。
[0008]所述設定參數包括工作點電壓Vo、電流Ιο和電阻系數R_COefT。
[0009]本發明提供的測試方法如下:a、將電子負載裝置切到CR-LED模式，根據待測LED驅動電源的輸出參數，設定驅動電源的工作點電壓Vo、工作點電流Ιο、及工作點電阻系數R.coeff,電子負載裝置的CPU處理器按照公式(1)及公式(2)開始運算，得出對應電壓Vd和電阻Rd，電阻Rd送至硬件乘法器模塊，電壓Vd送至硬件減法器電路模塊，之后如不進行設定參數調整，則電子負載裝置的CPU處理器不再參與運算；
公式為
Rd= (Vo/1) * R_coeff公式(1)
Vd=Vo*(l-R_coeff)公式(2)
其中:電阻Rd為LED驅動電源固有參數，電壓Vd為LED驅動電源導通電壓；
b、LED驅動電源輸出電壓經負載電壓采樣模塊輸出電壓Ui與電子負載裝置的CPU處理器產生的電壓Vd相減得到電壓Vrd ；
c、電壓Vrd經硬件乘法器模塊產生對應LED驅動電源的電流Icon控制信號驅動功率消耗單元。
[0010]帶載全部由包括硬件減法器電路模塊和硬件乘法器模塊的硬件電路完成運算控制。
[0011]硬件減法器電路模塊使用差分輸入方式對電壓Ui與電壓Vd相減得到電壓Vrd，然后輸出給硬件乘法器模塊；
電壓Vrd輸入到硬件乘法器模塊后經電壓Vrd/電阻Rd運算得到電流Icon，電流Icon控制信號再去驅動功率消耗單元。
[0012]硬件減法器電路模塊運算公式為 Vrd=U1-Vd公式(3)
硬件乘法器模塊運算公式為
Icon = (U1-Vd) / Rd公式(4)。
[0013]電流 Icon=電流 Ιο。
[0014]本發明的有益效果是電子負載裝置建立在純硬件電路設計上的CR-LED模式，帶載全部由硬件電路硬件減法器電路模塊和硬件乘法器模塊完成運算控制，響應速度快，能很好的模擬LED的負載特性，特別是輸出脈動大及PWM調光的恒流源產品；同時測試方法可以提供簡易的設置步驟和方法，對于同一類型的LED燈，只需要設定一個合理的電阻系數R_coeff，乘以設定參數電壓Vo和電流Ιο即可得到電阻Rd。
[0015]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為現有技術中測試LED驅動電源的電子負載裝置原理框圖；
圖2為本發明測試LED驅動電源的電子負載裝置原理框圖；
圖3為本發明硬件減法器電路模塊的電路原理圖； 圖4為本發明硬件乘法器模塊的電路原理圖。
[0017]
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施例。
[0019]實施例如圖1、圖2、圖3和圖4所示，針對現有技術如圖1，本實施例提供一種用于LED驅動電源測試的電子負載裝置，對LED驅動電源進行拉載，包括功率消耗單元、參數設定模塊、電壓采樣模塊、硬件減法器電路模塊和硬件乘法器模塊，參數設定模塊的設定參數工作點電壓Vo、電流Ιο和電阻系數R_coeff經電子負載裝置的CPU處理器運算處理后得至1J輸出電壓Vd信號和電阻Rd信號；
硬件減法器電路模塊分別連接電壓采樣模塊和硬件乘法器模塊，硬件減法器電路模塊接收電壓Vd信號，硬件乘法器模塊接收電阻Rd信號，使硬件減法器電路模塊輸出電壓Vrd為輸入電壓Ui減去可調電壓Vd ；硬件乘法器模塊依次連接硬件減法器電路模塊和功率消耗單元，使輸出電流Icon為輸入電壓Vrd除以電阻Rd ；功率消耗單元分別連接待測LED驅動電源和硬件乘法器模塊，根據硬件乘法器模塊給定的電流Icon帶載相應電流，所述相應電流為功率消耗單元根據硬件乘法器模塊給定的電流Icon控制信號帶載LED驅動電源輸出的相應電流，即為功率消耗單元根據硬件乘法器模塊給定的電流Icon控制信號帶載LED驅動電源輸出的相應電流；
本實施例硬件乘法器模塊采用四象限的DAC，本領域技術人員容易想到硬件乘法器模塊也可采樣數字電位器實現該功能。
[0020]本實施例還提供一種上述電子負載裝置的測試方法，1、將電子負載裝置切到CR-LED模式，根據待測LED驅動電源的輸出參數，設定驅動電源的設定參數工作點電壓Vo、工作點電流1，及默認的工作點電阻系數R_coeff，電子負載裝置的CPU處理器按照公式
(1)及公式(2)開始運算，得出對應電壓Vd、電阻Rd，電阻Rd送至硬件乘法器模塊，電壓Vd送至硬件減法器電路模塊，之后如不再進行設定參數調整，則電子負載裝置的CPU處理器將不再參與運算，如果操作人員覺得設定參數需調整，還會重新設定參數；
電流10為工作點電流，應設置為被測LED驅動電源的額定電流；
電壓Vo為工作點電壓，該參數可根據被測LED驅動電源的輸出電壓范圍而設定；
電阻Rd為LED驅動電源固有參數，電壓Vd為LED驅動電源導通電壓；
Rd=(Vo/1)* R_coeff ；(1)
Vd=Vo*(l-R_coeff)。(2)
2、LED驅動電源接入電子負載裝置的功率消耗單元，負載電壓采樣輸出電壓Ui與數字電路產生的電壓Vd通過硬件減法器電路模塊相減得到電壓Vrd ；
3、電壓Vrd經硬件乘法器模塊產生對應LED驅動電源的電流Icon控制信號驅動功率消耗模塊，帶載全部由硬件電路硬件減法器電路模塊和硬件乘法器模塊完成運算控制，具有很高的響應速度，能很好的模擬LED驅動電源的負載特性，特別是輸出脈動大及PWM調光的恒流源產品。
[0021 ] 硬件減法器電路模塊使用差分輸入方式對電壓Ui與電壓Vd相減得到Vrd然后輸出給硬件乘法器模塊； 電壓Vrd輸入到硬件乘法器模塊后經電壓Vrd/電阻Rd運算得到電流Icon，電流Icon控制信號再去驅動功率消耗單元。
[0022]硬件電路實現如下運算功能，如公式(3)及公式(4)
Vrd=U1-Vd(3)
Icon = (U1-Vd) / Rd(4)
理論上，如果測試設定合適，則電流Icon=電流Ιο。
【權利要求】
1.用于LED驅動電源測試的電子負載裝置，對LED驅動電源進行拉載，該電子負載裝置設置包括有功率消耗單元和電壓采樣模塊，其特征在于:所述電子負載裝置還 包括硬件減法器電路模塊和硬件乘法器模塊，硬件減法器電路模塊分別連接電壓采樣模塊和硬件乘法器模塊，使硬件減法器電路模塊輸出電壓Vrd為輸入電壓Ui減去可調電壓Vd ； 硬件乘法器模塊依次連接硬件減法器電路模塊和功率消耗單元，使輸出電流Icon為輸入電壓Vrd除以電阻Rd ； 功率消耗單元連接待測LED驅動電源，根據硬件乘法器模塊給定的電流Icon帶載相應電流。
2.根據權利要求1所述的用于LED驅動電源測試的電子負載裝置，其特征在于:所述硬件減法器電路模塊和硬件乘法器模塊還分別接收設定參數經電子負載裝置的CPU處理器運算處理后得到的輸出電壓Vd信號和電阻Rd信號。
3.根據權利要求2所述的用于LED驅動電源測試的電子負載裝置，其特征在于:所述設定參數包括工作點電壓Vo、電流1和電阻系數R_coeff。
4.采用權利要求1至3任一種電子負載裝置的測試方法，其特征在于:a、將電子負載裝置切到CR-LED模式，根據待測LED驅動電源的輸出參數，設定驅動電源的工作點電壓Vo、工作點電流Ιο、及工作點電阻系數R_coeff，電子負載裝置的CPU處理器按照公式(I)及公式(2)開始運算，得出對應電壓Vd和電阻Rd，電阻Rd送至硬件乘法器模塊，電壓Vd送至硬件減法器電路模塊，之后如不進行設定參數調整，則電子負載裝置的CPU處理器不再參與運算； 公式為 Rd= (Vo/1)* R_coeff公式(I) Vd=Vo* (l-R_coeff)公式(2) 其中:電阻Rd為LED驅動電源固有參數，電壓Vd為LED驅動電源導通電壓；b、LED驅動電源輸出電壓經負載電壓采樣模塊輸出電壓Ui與電子負載裝置的CPU處理器產生的電壓Vd相減得到電壓Vrd ； C、電壓Vrd經硬件乘法器模塊產生對應LED驅動電源的電流Icon控制信號驅動功率消耗單元。
5.根據權利要求4所述的測試方法，其特征在于:帶載全部由包括硬件減法器電路模塊和硬件乘法器模塊的硬件電路完成運算控制。
6.根據權利要求4所述的測試方法，其特征在于:硬件減法器電路模塊使用差分輸入方式對電壓Ui與電壓Vd相減得到電壓Vrd，然后輸出給硬件乘法器模塊； 電壓Vrd輸入到硬件乘法器模塊后經電壓Vrd/電阻Rd運算得到電流Icon，電流Icon控制信號再去驅動功率消耗單元； 硬件減法器電路模塊運算公式為 Vrd=U1-Vd公式(3) 硬件乘法器模塊運算公式為 Icon = (U1-Vd) / Rd公式(4)。
7.根據權利要求4、5或6所述的測試方法,其特征在于:電流Icon=電流Ιο。
【文檔編號】G01R31/40GK104360291SQ201410727532
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年12月4日 優先權日:2014年12月4日
【發明者】馬海波, 楊少杰, 徐惠 申請人:艾德克斯電子（南京）有限公司