用于led驱动电源测试的电子负载装置及其测试方法
【专利摘要】本发明提供一种用于LED驱动电源测试的电子负载装置及其测试方法，该电子负载装置设置包括有功率消耗单元、电压采样模块、硬件减法器电路模块和硬件乘法器模块，硬件减法器电路模块分别连接电压采样模块和硬件乘法器模块，使硬件减法器电路模块输出电压Vrd为输入电压Ui减去可调电压Vd;硬件乘法器模块依次连接硬件减法器电路模块和功率消耗单元，使输出电流Icon为输入电压Vrd除以电阻Rd;功率消耗单元连接待测LED驱动电源，根据硬件乘法器模块给定的电流Icon带载相应电流；实现在纯硬件电路设计上的CR-LED模式，带载全部由硬件电路硬件减法器电路模块和硬件乘法器模块完成运算控制，响应速度快，能很好的模拟LED的负载特性，同时测试方法简易。
【专利说明】用于LED驱动电源测试的电子负载装置及其测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于LED驱动电源测试的电子负载装置，同时本发明还涉及运用此种装置的检测方法。
【背景技术】
[0002]近年来，LED照明产品受到越来越广泛的应用，其“高可靠性”成为LED产品的重要特性，而LED驱动电源的品质直接制约着LED产品的可靠性。
[0003]现有技术LED照明通常采用恒流源驱动电源，LED恒流源的测试采用电子负载装置的CR (恒电阻)和CV (恒电压)两种传统模式进行，但由于LED驱动电源大多采用开关原理设计而成，因此存在较大的电流和电压纹波，从而使得这种通用型的CR和CV模式很容易受到高频噪音的干扰，导致测试的偏差，甚至无法测试。而且从LED灯的特性分析，存在一个导通电压Vd，而通过电子负载装置CV模式只能够模拟LED灯的工作电压，却无法模拟出导通电压Vd，因此使用电子负载装置的CV模式来测试LED驱动电源，得到的测试结果是不够准确的。
[0004]目前现有技术测试LED驱动电源主要采用电子负载装置的CR-LED模式，该模式下是用纯软件计算实现模拟功能，如图1所示，AD采样电压和电流经过电子负载装置的CPU处理器，然后经DA转换后进行电流控制，通过软件运算得出电阻Rd，由于软件运算全靠电子负载装置的CPU处理器完成，而且电子负载装置的CPU处理器全程参与运算，因此存在占用CPU处理器资源、响应速度慢的问题。也就是目前电子负载装置测试LED驱动电源无实际的硬件回路支撑，而是通过检测电压和电流之后运算得来，而LED恒流源驱动电源存在较大的高频纹波，因此叠加后的电压是实时变化的，导致这种电子负载装置无法及时响应。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种用于LED驱动电源测试的电子负载装置，解决电子负载装置测试LED驱动电源无实际的硬件回路支撑，而是通过检测电压和电流之后通过电子负载装置的CPU处理器运算得到的问题，且LED驱动电源存在较大的高频纹波，导致电子负载装置存在的无法及时响应的问题，同时本发明还提供一种本发明电子负载装置的测试方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明的技术方案是:提供一种用于LED驱动电源测试的电子负载装置，对LED驱动电源进行拉载，该电子负载装置设置包括有功率消耗单元和电压采样模块，所述电子负载装置还包括硬件减法器电路模块和硬件乘法器模块，硬件减法器电路模块分别连接电压采样模块和硬件乘法器模块，使硬件减法器电路模块输出电压Vrd为输入电压Ui减去可调电压Vd;
硬件乘法器模块依次连接硬件减法器电路模块和功率消耗单元，使输出电流Icon为输入电压Vrd除以电阻Rd;
功率消耗单元连接待测LED驱动电源，根据硬件乘法器模块给定的电流Icon带载相应电流。
[0007]所述硬件减法器电路模块和硬件乘法器模块还分别接收设定参数经电子负载装置的CPU处理器运算处理后得到的输出电压Vd信号和电阻Rd信号。
[0008]所述设定参数包括工作点电压Vo、电流Ιο和电阻系数R_COefT。
[0009]本发明提供的测试方法如下:a、将电子负载装置切到CR-LED模式，根据待测LED驱动电源的输出参数，设定驱动电源的工作点电压Vo、工作点电流Ιο、及工作点电阻系数R.coeff,电子负载装置的CPU处理器按照公式(1)及公式(2)开始运算，得出对应电压Vd和电阻Rd，电阻Rd送至硬件乘法器模块，电压Vd送至硬件减法器电路模块，之后如不进行设定参数调整，则电子负载装置的CPU处理器不再参与运算；
公式为
Rd= (Vo/1) * R_coeff公式(1)
Vd=Vo*(l-R_coeff)公式(2)
其中:电阻Rd为LED驱动电源固有参数，电压Vd为LED驱动电源导通电压；
b、LED驱动电源输出电压经负载电压采样模块输出电压Ui与电子负载装置的CPU处理器产生的电压Vd相减得到电压Vrd ；
c、电压Vrd经硬件乘法器模块产生对应LED驱动电源的电流Icon控制信号驱动功率消耗单元。
[0010]带载全部由包括硬件减法器电路模块和硬件乘法器模块的硬件电路完成运算控制。
[0011]硬件减法器电路模块使用差分输入方式对电压Ui与电压Vd相减得到电压Vrd，然后输出给硬件乘法器模块；
电压Vrd输入到硬件乘法器模块后经电压Vrd/电阻Rd运算得到电流Icon，电流Icon控制信号再去驱动功率消耗单元。
[0012]硬件减法器电路模块运算公式为 Vrd=U1-Vd公式(3)
硬件乘法器模块运算公式为
Icon = (U1-Vd) / Rd公式(4)。
[0013]电流 Icon=电流 Ιο。
[0014]本发明的有益效果是电子负载装置建立在纯硬件电路设计上的CR-LED模式，带载全部由硬件电路硬件减法器电路模块和硬件乘法器模块完成运算控制，响应速度快，能很好的模拟LED的负载特性，特别是输出脉动大及PWM调光的恒流源产品；同时测试方法可以提供简易的设置步骤和方法，对于同一类型的LED灯，只需要设定一个合理的电阻系数R_coeff，乘以设定参数电压Vo和电流Ιο即可得到电阻Rd。
[0015]
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有技术中测试LED驱动电源的电子负载装置原理框图；
图2为本发明测试LED驱动电源的电子负载装置原理框图；
图3为本发明硬件减法器电路模块的电路原理图； 图4为本发明硬件乘法器模块的电路原理图。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
[0019]实施例如图1、图2、图3和图4所示，针对现有技术如图1，本实施例提供一种用于LED驱动电源测试的电子负载装置，对LED驱动电源进行拉载，包括功率消耗单元、参数设定模块、电压采样模块、硬件减法器电路模块和硬件乘法器模块，参数设定模块的设定参数工作点电压Vo、电流Ιο和电阻系数R_coeff经电子负载装置的CPU处理器运算处理后得至1J输出电压Vd信号和电阻Rd信号；
硬件减法器电路模块分别连接电压采样模块和硬件乘法器模块，硬件减法器电路模块接收电压Vd信号，硬件乘法器模块接收电阻Rd信号，使硬件减法器电路模块输出电压Vrd为输入电压Ui减去可调电压Vd ；硬件乘法器模块依次连接硬件减法器电路模块和功率消耗单元，使输出电流Icon为输入电压Vrd除以电阻Rd ；功率消耗单元分别连接待测LED驱动电源和硬件乘法器模块，根据硬件乘法器模块给定的电流Icon带载相应电流，所述相应电流为功率消耗单元根据硬件乘法器模块给定的电流Icon控制信号带载LED驱动电源输出的相应电流，即为功率消耗单元根据硬件乘法器模块给定的电流Icon控制信号带载LED驱动电源输出的相应电流；
本实施例硬件乘法器模块采用四象限的DAC，本领域技术人员容易想到硬件乘法器模块也可采样数字电位器实现该功能。
[0020]本实施例还提供一种上述电子负载装置的测试方法，1、将电子负载装置切到CR-LED模式，根据待测LED驱动电源的输出参数，设定驱动电源的设定参数工作点电压Vo、工作点电流1，及默认的工作点电阻系数R_coeff，电子负载装置的CPU处理器按照公式
(1)及公式(2)开始运算，得出对应电压Vd、电阻Rd，电阻Rd送至硬件乘法器模块，电压Vd送至硬件减法器电路模块，之后如不再进行设定参数调整，则电子负载装置的CPU处理器将不再参与运算，如果操作人员觉得设定参数需调整，还会重新设定参数；
电流10为工作点电流，应设置为被测LED驱动电源的额定电流；
电压Vo为工作点电压，该参数可根据被测LED驱动电源的输出电压范围而设定；
电阻Rd为LED驱动电源固有参数，电压Vd为LED驱动电源导通电压；
Rd=(Vo/1)* R_coeff ；(1)
Vd=Vo*(l-R_coeff)。(2)
2、LED驱动电源接入电子负载装置的功率消耗单元，负载电压采样输出电压Ui与数字电路产生的电压Vd通过硬件减法器电路模块相减得到电压Vrd ；
3、电压Vrd经硬件乘法器模块产生对应LED驱动电源的电流Icon控制信号驱动功率消耗模块，带载全部由硬件电路硬件减法器电路模块和硬件乘法器模块完成运算控制，具有很高的响应速度，能很好的模拟LED驱动电源的负载特性，特别是输出脉动大及PWM调光的恒流源产品。
[0021 ] 硬件减法器电路模块使用差分输入方式对电压Ui与电压Vd相减得到Vrd然后输出给硬件乘法器模块； 电压Vrd输入到硬件乘法器模块后经电压Vrd/电阻Rd运算得到电流Icon，电流Icon控制信号再去驱动功率消耗单元。
[0022]硬件电路实现如下运算功能，如公式(3)及公式(4)
Vrd=U1-Vd(3)
Icon = (U1-Vd) / Rd(4)
理论上，如果测试设定合适，则电流Icon=电流Ιο。
【权利要求】
1.用于LED驱动电源测试的电子负载装置，对LED驱动电源进行拉载，该电子负载装置设置包括有功率消耗单元和电压采样模块，其特征在于:所述电子负载装置还 包括硬件减法器电路模块和硬件乘法器模块，硬件减法器电路模块分别连接电压采样模块和硬件乘法器模块，使硬件减法器电路模块输出电压Vrd为输入电压Ui减去可调电压Vd ； 硬件乘法器模块依次连接硬件减法器电路模块和功率消耗单元，使输出电流Icon为输入电压Vrd除以电阻Rd ； 功率消耗单元连接待测LED驱动电源，根据硬件乘法器模块给定的电流Icon带载相应电流。
2.根据权利要求1所述的用于LED驱动电源测试的电子负载装置，其特征在于:所述硬件减法器电路模块和硬件乘法器模块还分别接收设定参数经电子负载装置的CPU处理器运算处理后得到的输出电压Vd信号和电阻Rd信号。
3.根据权利要求2所述的用于LED驱动电源测试的电子负载装置，其特征在于:所述设定参数包括工作点电压Vo、电流1和电阻系数R_coeff。
4.采用权利要求1至3任一种电子负载装置的测试方法，其特征在于:a、将电子负载装置切到CR-LED模式，根据待测LED驱动电源的输出参数，设定驱动电源的工作点电压Vo、工作点电流Ιο、及工作点电阻系数R_coeff，电子负载装置的CPU处理器按照公式(I)及公式(2)开始运算，得出对应电压Vd和电阻Rd，电阻Rd送至硬件乘法器模块，电压Vd送至硬件减法器电路模块，之后如不进行设定参数调整，则电子负载装置的CPU处理器不再参与运算； 公式为 Rd= (Vo/1)* R_coeff公式(I) Vd=Vo* (l-R_coeff)公式(2) 其中:电阻Rd为LED驱动电源固有参数，电压Vd为LED驱动电源导通电压；b、LED驱动电源输出电压经负载电压采样模块输出电压Ui与电子负载装置的CPU处理器产生的电压Vd相减得到电压Vrd ； C、电压Vrd经硬件乘法器模块产生对应LED驱动电源的电流Icon控制信号驱动功率消耗单元。
5.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于:带载全部由包括硬件减法器电路模块和硬件乘法器模块的硬件电路完成运算控制。
6.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于:硬件减法器电路模块使用差分输入方式对电压Ui与电压Vd相减得到电压Vrd，然后输出给硬件乘法器模块； 电压Vrd输入到硬件乘法器模块后经电压Vrd/电阻Rd运算得到电流Icon，电流Icon控制信号再去驱动功率消耗单元； 硬件减法器电路模块运算公式为 Vrd=U1-Vd公式(3) 硬件乘法器模块运算公式为 Icon = (U1-Vd) / Rd公式(4)。
7.根据权利要求4、5或6所述的测试方法,其特征在于:电流Icon=电流Ιο。
【文档编号】G01R31/40GK104360291SQ201410727532
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】马海波, 杨少杰, 徐惠 申请人:艾德克斯电子（南京）有限公司