专利名称：一种半被动式可编程仿真led特性的电子负载的制作方法
技术领域：
本发明属于电子负载领域，特指一种半被动式可编程仿真LED特性的电子负载。
背景技术：
在电源测试领域，需要用到电子负载，通过电子负载模拟真实环境中的用电器消耗功率，配合PC机的控制、显示，对相应的电源进行测试获得测试结果。现有的电子负载在电源测试中，主要有CR、CC、CV、CP、脉冲五种工作模式。而现在 LED驱动电源的测试中，所采用的电子负载是按照普通电子负载的特性而设计，这些电子负载并没有专门根据LED本身的特性来设计，因此这些电子负载在测试的中工作特性基本没有模拟出真实环境中LED负载的工作特性。这样，对LED驱动电源测试获得的测试结果显然是不准确、不可靠的。此外，现有的电子负载由于元件工艺和设计上的限制，要做到高压只能以牺牲高速测试为代价，因此给高频高压功率电路的发展带来很大的限制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有电子负载无法模拟真实LED负载工作特性的缺陷，提供一种半被动式可编程仿真LED特性的电子负载。本发明实现其目的采用的技术方案是一种半被动式可编程仿真LED特性的电子负载，可用于对所有LED驱动电源的测试，其包括嵌入式控制模块和基本功率电路模块，所述电子负载还包括LED特性仿真电路模块，该LED特性仿真电路模块包括LED正向伏安特性波形取样电路、高频和低频交流LED伏安特性分离电路、高频可变增益放大电路、低频可变增益放大电路、高速线性驱动电路；其中高频可变增益放大电路、低频可变增益放大电路为并联关系；所述基本功率电路模块包括高速功率电路以及高速低阻抗电源电路和回读取样电路；所述基本功率电路模块中还设有与高速低阻抗电源电路连接的高速电源可调基准单元。上述技术方案中，所述嵌入式控制模块中设有可分别切换CR模式、CC模式、CV模式、CP模式、脉冲模式、LED模式的模式切换单元。采用本发明所述的技术方案，在原有电子负载的基础上，通过加入LED特性仿真电路模块以及对嵌入式控制模块、基本功率电路，使本发明电子负载不但能满足普通负载电源的测试要求，更可以模拟仿真出真实LED负载的工作特性，从而满足对所有LED驱动电源等的测试，并获得更为准确、更为可靠的测试结果，给LED驱动电源的发展提供更科学的依据。
图1是本发明电子负载的组成框图；图2是本发明电子负载在电源测试应用中的测试流程框具体实施例方式如图1所示，本发明所述的半被动式仿真LED特性的电子负载在原有嵌入式控制模块1和基本功率电路模块2的基础上，还增设了 LED特性仿真电路模块3，该LED特性仿真电路模块3包括LED正向伏安特性波形取样电路31 (即V-I特性波形取样电路)、高频和低频交流LED伏安特性分离电路32、高频可变增益放大电路33、低频可变增益放大电路 34、高速线性驱动电路35 ；其中高频可变增益放大电路33、低频可变增益放大电路34为并联关系；所述基本功率电路模块2包括高速功率电路21以及分别与高速功率电路21串联的高速低阻抗电源电路22和电压、电流回读取样电路23 ；所述基本功率电路模块2中还设有与高速低阻抗电源电路22连接的高速电源可调基准单元M。所述嵌入式控制模块1中包括PC机通讯接口 11、主处理器12、以及与主处理器12 连接的多路数字/模拟转换器DAC 13、多路模拟/数字转换器ADC 14和显示屏、键盘等硬件，还设有可分别切换CR模式、CC模式、CV模式、CP模式、脉冲模式、LED模式的模式切换单元110。结合图2所示，在采用本发明电子负载对电源或LED驱动进行测试时，可通过面板或电脑将设置参数通过通讯接口传达指令到LED电子负载，设置好LED电子负载被测的LED 正向阀值电压、LED的单接工作点电阻和单接LED的高频电阻、LED总共串联数量、平均电流限值、纹波电流限值、高频电流限值等；针对电源测试时先设置好被测电源接入时的拉载开启电压、恒定电压点、恒定电流点、恒定功率点、恒定电阻点、电压限值要求、电流限值要求、 纹波电流限值要求、高频电流限值要求、纹波电压限值要求、高频电压限值要求、电流上升斜率、电流上升斜率等。1，LED正向伏安特性和电源各种模式加载工作原理将被测电源或LED驱动的输出端接入LED电子负载输入端。分别送入LED电子负载的功率电路21两端和LED伏安正向特性取样电路31输入端。当电子负载工作在LED模式时，将LED驱动输出与LED形成负载回路的正向VI特性低频率波形(输入端电压工作频率的两倍，直流为零)送入高频和低频LED正向交流伏安特性分离电路32的低频LED VI 低通滤波电路，将低频频率的低频信号取出，再送入下一级可变增益放大电路去调整幅度； 其中高频可变增益放大电路33也与低频可变增益放大电路34控制方法完全相同。在送入下一级之前将两路的交流叠加在一起，送入高速线性驱动电路35去驱动高速功率电路， 此时将取样出来的交流信号去控制高速功率电路，以达到高速功率电路工作的电流特性与 LED导通后的交流曲线完全相同。然后由电压、电流回读取样电路23将取样的高低频交流电压、直流电压、高低频交流电流、直流电流送入模拟数字转换电路ADC，然后将转换的数字信号送入主处理器12，最后由主处理器计算出其中参数是否符合设定值。如有偏差主处理器将通过数字模拟转换电路DAC 13输出修正量，再通过模式切换单元110将修正量送入高低频可变增益放大电路去调整交流控制信号的幅度，最后达到LED正向交流特性与设定值一致的目的。在电源测试时，将设定好电源测试参数直接通过数字模拟转换DAC 13将设置好的模拟量通过模式转换电路110送入高速线性驱动电路35，此时的高速功率电路将按照切换好的工作模式去实现各种功能，串联在一个回路的高速电源也同时配合高速功率电路切
4换成恒流、恒压、恒阻、恒功率、脉冲、LED等模式。2，VF和Von工作原理在LED电子负载设置好单节LED的VF和电源的开启电压Von后，主处理器12将通过模拟数字转换单元DAC送出一个与其设定值一致的DC高精度基准电压，将此电压送入高速电源可调基准单元M去控制高速低阻抗可调直流电源电路22，使此电源电路以恒定电压的模式去工作。3，LED电子负载整体功率电路工作原理将高速功率电路21的低电位端与高速低阻抗可调直流电源电路22的高电位端连接在一起，组成一个串联回路。而被测试LED驱动或电源的正输出端直接接入高速功率电路21的正端，被测试LED驱动或电源的负输出端直接接入高速低阻抗可调直流电源电路22 的负端，然后在高速低阻抗可调直流电源电路22的电压建立的情况下，由高速功率电路21 在不同的模式下去控制整个被测试LED驱动或电源的加载电流。此电路的优点在被测试LED驱动或电源的输出电压低于高速低阻抗可调直流电源电路22的电压时，不存在有任何拉载和倒灌电流，能使LED驱动或电源彻底可靠的启动， 是目前LED驱动测试电子负载里面最可靠的一种结构；而对于与高速低阻抗可调直流电源电路22串联的高速功率电路21，它主要是工作在LED驱动或电源的电压减去高速低阻抗可调直流电源电路22后的工作电压，使其高速功率电路21只承受了整个测试电压的一小部分。所以在现在高压大功率器件工艺限制的情况下，可以在高速功率电路21使用低压相同电流时，更容易实现更高速度工作。4，LED电子负载在配系统时工作原理此设备可以单独使用，也可以通过工业电脑集中控制每一台要配合完成测试的设备，在此描述一下在系统测试(图幻中每一台设备的作用和工作顺序。首先在测试时需要一个程控的交直流电源供应器41，它可以实现不同工作电压和不同工作频率或者是直流，同时与其并联的有过压、欠压保护单元42用于监视电网的电压状况。下一步接入功率分析测量仪43负责分析被测试产品的冲击电流、稳定电流、实在功率、有效功率、功率因素、谐波电流、空载功耗、效率等等；然后接入扩展测量单元 44去实现同时多路产品测试的自动切换，接下来分别将输出端接入被测LED驱动或电源的电压输入端，让其在电压自动切换到相应的测量产品时启动工作；再在每个被测产品的输出端都接入一个可编程LED仿真电子负载，用于对被测产品按照真实的负载工作模式进行加载；此时还可以在被测量LED驱动或电源的输出端接入一个外挂扩展示波器和电压电流测量表45，用于在测试时方便用户用眼睛直接的观看测量结果。在以上设备都连接好后， 由电脑发出预先编辑好的工作顺序，让每一台仪器按照测量时工作的先后顺序通过GPIB、 RS232、USB、LAN其中一个的通讯接口去启动、控制、采集每一台测量仪器的测量结果，将测试结果记录下来用于查询测试产品是否符合要求。
权利要求
1.一种半被动式可编程仿真LED特性的电子负载，可用于对专业LED驱动电源的测试中，其包括嵌入式控制模块(1)和基本功率电路模块O)，其特征在于所述电子负载还包括LED特性仿真电路模块(3)，该LED特性仿真电路模块( 包括LED正向伏安特性波形取样电路(31)、高频和低频交流LED伏安特性分离电路(32)、高频可变增益放大电路(33)、 低频可变增益放大电路(34)、高速线性驱动电路(3 ；其中高频可变增益放大电路(33)、 低频可变增益放大电路(34)为并联关系；所述基本功率电路模块(2)包括高速功率电路 (21)以及高速低阻抗电源电路0 和电压、电流回读取样电路；所述基本功率电路模块O)中还设有与高速低阻抗电源电路0 连接的高速电源可调基准单元04)。
2.根据权利要求1所述的一种半被动式可编程仿真LED特性的电子负载，其特征在于 所述嵌入式控制模块(1)中设有可分别切换CR模式、CC模式、CV模式、CP模式、脉冲模式、 LED模式的模式切换单元(110)。
全文摘要
本发明涉及一种半被动式可编程仿真LED特性的电子负载，其包括嵌入式控制模块和基本功率电路模块，所述电子负载还包括LED特性仿真电路模块，该LED特性仿真电路模块包括LED正向伏安特性波形取样电路、高频和低频交流LED伏安特性分离电路、高频可变增益放大电路、低频可变增益放大电路、高速线性驱动电路；所述基本功率电路模块包括高速功率电路以及高速低阻抗电源电路和回读取样电路。通过加入LED特性仿真电路模块以及对嵌入式控制模块、基本功率电路，使本发明电子负载不但能满足普通负载电源的测试要求，更可以模拟仿真出真实LED负载的工作特性，从而满足对所有LED驱动电源等的测试，并获得更为准确、更为可靠的测试结果。
文档编号G01R1/28GK102353823SQ201110156419
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月11日 优先权日2011年6月11日
发明者陈帮云 申请人:东莞市创锐电子技术有限公司