本发明专利技术涉及一种LED电源性能分析装置，包括无线模块、串口模块、MCU模块、继电器驱动模块、继电器模块阵列、SPI隔离模块、电能计量模块阵列、电能计量模块、测试电源插座、电源模块、电源插座和插座阵列；本LED电源性能分析装置可根据上位机的测试项目要求，自动设置待测电源的输入电压，温箱温度，湿度，以及做通断电实验，在线纪录各项输入参数包括功率，电压，电流，谐波，功率因数；可选项，还可在待测电源组，负载之间插入本LED电源性能分析装置，则可同时测电源输出电压，电流，纹波，峰值等。每一台该装置可同时并行测多个LED电源，互相隔离，互不干扰。
【技术实现步骤摘要】
一种LED电源性能分析装置及方法
本专利技术涉及一种LED电源性能分析装置及方法，属于LED照明领域。
技术介绍
LED具有发光效率高、使用寿命长、稳定性好等优点，被广泛应用于照明领域。然而，LED驱动电路在可靠性及稳定性等方面的不足一直阻碍着LED照明系统成本的降低，并制约着LED照明系统的使用寿命及普及范围。目前从大量失效LED灯具的失效因素分析得知，一半以上是由于电源失效而导致的。如何在设计阶段就能分析出该电源的性能，是大家普遍关心的问题。通常电源被设计出来后，要做大量的性能测试，如高低温实验，高温高湿实验，开关次数实验，以及长时间高温老化实验等，还需验证工作范围，如输入工作电压，工作温度，湿度。要做这些测试，需要投入大量的人力，物力，以及时间。典型的电参数测试方法如图1所示。该方法利用功率分析仪测试输入参数，用电子负载测试输出参数。由于功率分析仪只能计量一个电源，所以要多个电源同时测试，需多台功率分析仪。而典型的功率分析仪日本横河wt3000功率分析仪售价在29万RMB左右，Chroma电子负载一个通道也要5000RMB左右。整个成本比较高。最重要的是，各种电压，温度，湿度的设定需要人工去设，人工纪录。还有测试纪录往往是需要在某个时间节点去采集的，人工的不确定性（过早采集货过晚采集），可能造成数据的失实。另外传统的测试多是基于国标或沿用其他电源产品测试方法。LED电源作为一个新鲜事物，它的裕度研究刚起步。如何使用廉价的材料设计产品，又能刚达到相关标准，是众多老板们追求的目标，也是企业的核心竞争力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有电参数测试方法成本高，投入人力多，耗时长，数据失实的问题，提供一种全新的LED性能分析装置及方法。该装置的测试系统可在线检测所有电参数，及全自动实施多种可靠性试验，特别是一台装置同时并行检测10个待测电源，多个装置可叠加使用，上位机系统可同时管理数百台该装置。从而实现大量待测电源，同时测试，互相隔离，互不干扰。该装置除可测试传统项目外，还可进行LED电源裕度测试。为达到上述目的，本专利技术的构思是：现有测试方法存在如下几个问题：1.自动化程度低。需人工设置参数，纪录参数。依据测试计划表来逐项测试，项目繁多。2.成本高。功率分析仪和电子负载价格不菲。3.耗时长。目前测试方法，很难实现大量，各种规格LED电源同时测试。寻求一种全自动测试系统，能测得多，时间快，精度好，价格省，是等待解决的问题。本专利技术的构思是：设计一种全新的LED电源性能分析装置及方法。1.该装置可与上位机无线互联，在线测试，纪录参数。2.该装置可与需要的设备通讯，控制它们。3.该装置全隔离设计，可同时测试多个目标。4.该装置完善的保护机制，被测LED电源过压，过流，该通道自动断电。5.该装置还能进行裕度分析。提高产品性价比。为实现上述构思，本专利技术采用的技术方案是：一种LED电源性能分析装置，装置包括无线模块，串口模块，MCU模块，继电器驱动模块，继电器模块阵列，SPI隔离模块，电能计量模块阵列，电能计量模块，测试电源插座，电源模块，电源插座，插座阵列。性能分析方法中还需用到数字可控电源，数字可控温箱，待测电源组，负载和上位机系统。其特征在于：无线模块、串口模块、继电器驱动模块、继电器模块阵列、SPI隔离模块都和MCU模块连接。串口模块和一个数字可控电源及一个数字可控温箱连接。继电器驱动模块和继电器模块阵列连接。数字可控电源和测试电源插座连接；测试电源插座和继电器模块阵列连接；SPI隔离模块和电能计量模块阵列及电能计量模块连接；电能计量模块阵列及电能计量模块和电源插座连接；电能计量模块阵列和插座阵列连接；插座阵列和待测电源组连接；待测电源组和负载连接；电能计量模块和测试电源插座连接；待测电源组置于数字可控温箱中。电源模块给无线模块、串口模块、MCU模块、继电器驱动模块、继电器模块阵列和SPI隔离模块供电。无线模块用于和上位机双向通讯。相对应地，上位机系统中也包含RS232转无线模块与之配对通讯。串口模块用于控制数字可控电源，数字可控温箱等其他外部设备，拥有多种接口。MCU模块是该装置的控制MCU，控制所有外设和采集，处理数据。继电器驱动模块驱动继电器模块阵列，驱动继电器模块阵列向待测电源组提供输入测试电压。电能计量模块阵列用于测量待测电源的电参数，该模块采用隔离通讯，隔离供电，无MCU。各电能计量模块之间完全隔离。电能计量模块用于测量数字可控电源输出的电压参数，监测输出是否达到需要的目标值。负载就是通常的LED或大功率电阻。无需电子负载。这样该装置能根据上位机要求全自动控制外部设备，完成相应测试项目并实时将数据传回上位机。大大减轻操作人员工作负担。同时因可以多台装置同时工作，故可同时测试大量不同规格样品，大大缩短测试时间。该装置采用高精度电能计量芯片，模数转换高达22位,即0.8uV的分辨率，省掉昂贵的功率分析仪。负载只需是LED或大功率电阻即可，省掉昂贵电子负载。该装置为用户节省大量经费。一种LED电源性能分析方法，采用上述装置进行测试分析，其特征在于：设输入电压变量范围V0-Vn，温度变量范围T0-Tn，湿度变量范围H0-Hn。设定电压步伐Vs，温度步伐Ts，湿度步伐Hs。具体测试分析步骤如下：步骤1：固定二个变量，变化一个变量，变化幅度为步伐值，稳定设定的一段时间Time，然后计量，直到电源异常，继电器保护，才停止变化变量。从而了解单一变量的极限工作范围。步骤2：固定一个变量，变化二个变量，变化幅度为步伐值，稳定设定的一段时间Time，然后计量，直到电源异常，继电器保护，才停止变化变量。从而了解两个变量的极限工作范围。步骤3：变化三个变量，变化幅度为步伐值，稳定设定的一段时间Time，然后计量，直到电源异常，继电器保护，才停止变化变量。从而了解三个变量的极限工作范围。电源异常包含电参数偏离设计值达到一定程度，以及短路，过温保护。从而了解在不同应力作用下的表现，了解产品的裕度。如在满足国家标准条件下，裕度较大，可以更换差一些差的器件，再次实验，使得裕度适中。从而使产品成本得到降低，提高竞争力。像照明行业对成本非常敏感，因为基数大，每省1分钱，可能给企业带来数千万元的效益。本专利技术与现有电参数测量方法相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：1、本专利技术采用全自动测试方法，极少的人参与。同时是实时在线监测，数据真实性高。2、本专利技术装置可多台同时使用。可同时测试大量不同规格的待测电源，效率高，节省时间。3、本专利技术装置集成度高，成本低。省掉其他昂贵的设备。4、本专利技术装置具备裕度测试能力。与其他类似专利技术的比较：1．CN200910305077一种通用电源老化系统①结构不同。该专利技术的供电电源直接供电给被测电源。而本专利技术是数字可控电源（14）要先经过继电器，再给被测电源，可做模拟开关实验和过压，过流时断电保护。本专利技术无电子负载。②适用对象不同。该专利技术适用恒压电源，无法适用恒流源电源。恒压电源可以共地并联测试输出电压，测量子模块不需要隔离。而恒流源（隔离型）不可以共地并联测试输出电压，如果共地会造成恒流源工作异常。本专利技术电能计量模块阵列（8）全隔离设计，可以测量恒流源输出特性。③参数种类差异。该专利技术的只本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种LED电源性能分析装置，包括无线模块（2）、串口模块（3）、MCU模块（4）、继电器驱动模块（5）、继电器模块阵列（6）、SPI隔离模块（7）、电能计量模块阵列 （8）、电能计量模块 （9）、测试电源插座 （10）、电源模块（11）、电源插座 （12）和插座阵列 （13），其特征在于：所述无线模块（2）、串口模块（3）、继电器驱动模块（5）、继电器模块阵列（6）、SPI隔离模块（7）都和MCU模块（4）连接；所述串口模块（3）和数字可控电源（14）、数字可控温箱（15）连接；所述继电器驱动模块（5）和继电器模块阵列（6）连接；所述数字可控电源（14）和测试电源插座（10）连接；所述测试电源插座（10）和继电器模块阵列（6）连接；所述SPI隔离模块（7）和电能计量模块阵列（8）及电能计量模块 （9）连接；所述电能计量模块阵列（8）及电能计量模块（9）和电源插座（12）连接；所述电能计量模块阵列（8）和插座阵列（13）连接；所述电源模块（11）给无线模块（2）、串口模块（3）、MCU模块（4）、继电器驱动模块（5）、继电器模块阵列（6）和SPI隔离模块（7）供电。
【技术特征摘要】
1.一种LED电源性能分析装置，包括无线模块（2）、串口模块（3）、MCU模块（4）、继电器驱动模块（5）、继电器模块阵列（6）、SPI隔离模块（7）、电能计量模块阵列（8）、电能计量模块（9）、测试电源插座（10）、电源模块（11）、电源插座（12）和插座阵列（13），其特征在于：所述无线模块（2）、串口模块（3）、继电器驱动模块（5）、SPI隔离模块（7）都和MCU模块（4）连接；所述串口模块（3）分别和数字可控电源（14）、数字可控温箱（15）连接；所述继电器驱动模块（5）和继电器模块阵列（6）连接；所述数字可控电源（14）和测试电源插座（10）连接；所述测试电源插座（10）和继电器模块阵列（6）连接；所述SPI隔离模块（7）和电能计量模块阵列（8）相连后与电能计量模块（9）连接；所述的SPI隔离模块（7）经电源模块（11）连接电源插座（12）；所述电能计量模块阵列（8）和插座阵列（13）连接；所述电源模块（11）给无线模块（2）、串口模块（3）、MCU模块（4）、继电器驱动模块（5）、继电器模块阵列（6）和SPI隔离模块（7）供电；所述串口模块（3）至少包含一RS232串口（31）和一RS485串口（32）；所述RS232串口（31）连接数字可控电源（14），RS485串口（32）连接数字可控温箱（15），数字可控温箱（15）内安置待测电源组（16）。2.根据权利要求1所述的LED电源性能分析装置，其特征在于：所述SPI隔离模块（7）是光耦隔离或磁隔离芯片。3.根据权利要求1所述的LED电源性能分析装置，其特征在于：所述电能计量模块（9）包含隔离电源模块（210），电能计量...
【专利技术属性】
技术研发人员：栾新源，刘廷章，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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