LED俗稱(chēng)發(fā)光二極管（light meitting diode）。由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成，其核心是PN結(jié)，因此具有PN結(jié)的特性，即正向?qū)?，反向截止、擊穿特性，此外還具有發(fā)光的特性。LED的發(fā)光部分是由N型和P型半導(dǎo)體結(jié)合在一起形成PN結(jié)。當(dāng)PN結(jié)正向偏置時(shí)，N側(cè)的電子將被激發(fā)而通過(guò)PN結(jié)到達(dá)P側(cè)，與P側(cè)的空穴復(fù)合，并在電子與空穴復(fù)合時(shí)，發(fā)出光子。LED的PN結(jié)部分被封裝在一個(gè)環(huán)氧樹(shù)脂罩內(nèi)，環(huán)氧樹(shù)脂之中混合有光散射微粒以使光漫反射，并使LED看起來(lái)更亮（具體看下圖LED工作原理圖）。發(fā)光二極管可高效地將電能轉(zhuǎn)化為光能，在現(xiàn)代社會(huì)具有廣泛的用途，如汽車(chē)尾燈、照明、平板顯示、醫(yī)療器件等。
測(cè)試對(duì)象
LED工作原理圖
LED燈的用途及優(yōu)點(diǎn)
LED燈的用途廣泛，優(yōu)點(diǎn)明顯，市場(chǎng)上LED燈替代普通白熾燈和普通節(jié)能燈就成了一種必然的趨勢(shì)，隨著LED市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，此時(shí)就需要一款專(zhuān)業(yè)的儀器對(duì)LED燈的性能進(jìn)行測(cè)試。優(yōu)利德新推出的帶50次諧波功能的功率計(jì)UTE9811，其完善的功能及高性?xún)r(jià)比逐漸贏(yíng)得客戶(hù)的信賴(lài)。
功率計(jì)采樣基本原理圖
功率計(jì)UTE9811由模擬部分和數(shù)字部分組成。模擬部分主要由傳感器、多檔程控放大器、采樣保持器、A/D等電路組成。數(shù)字部分含微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、鍵盤(pán)和顯示器組成。被測(cè)電壓、電流信號(hào)通過(guò)電壓傳感器后，信號(hào)降低為弱信號(hào)，根據(jù)信號(hào)大小，由微型計(jì)算機(jī)控制，進(jìn)行程控多量程放大，并通過(guò)采樣濾波器，由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器A / D把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并把數(shù)字傳輸至微型計(jì)算機(jī)，計(jì)算出電壓真有效值并把數(shù)值輸出到顯示器顯示。
應(yīng)用模擬示意圖
可測(cè)試項(xiàng)目
應(yīng)用測(cè)試
● LED諧波測(cè)試的必要性
既然LED全稱(chēng)是發(fā)光二極管，那么LED也具備二極管的伏安特性，我們來(lái)先看一個(gè)典型的二極管伏安特性圖。
1、正向特性
如圖所示，當(dāng)對(duì)二極管施加正向偏置電壓時(shí)，則二極管中就會(huì)有正向電流通過(guò)，隨著正向偏置電壓的增加，開(kāi)始時(shí)，電流隨電壓變化很緩慢，而二極管兩端電壓超過(guò)某一數(shù)值U1時(shí)，電流急劇增加，我們稱(chēng)U1為死區(qū)電壓。
2、反向特性
當(dāng)二極管增加反向電壓時(shí)，反向電流很小，而且反向電流不再隨反向電壓而增大，即達(dá)到了飽和，此時(shí)這個(gè)電流稱(chēng)為反向飽和電流，如果反向電壓繼續(xù)升高，當(dāng)超過(guò)Uz以后，反向電流急劇增大，這種現(xiàn)象稱(chēng)為擊穿，Uz稱(chēng)為反向擊穿電壓。
▲ 二極管伏安特性曲線(xiàn)圖
正因?yàn)槎O管具有上面一些特性，所以一般LED燈都會(huì)配置一個(gè)電源驅(qū)動(dòng)器以便于整流濾波將市電轉(zhuǎn)化為直流電供LED使用。這也說(shuō)明了如果采用電壓給LED供電，則必須保證電壓非常穩(wěn)定，否則一旦電壓有微小變化，都有可能導(dǎo)致電流突變而燒毀LED。所以L(fǎng)ED的驅(qū)動(dòng)需要配置專(zhuān)用的電源驅(qū)動(dòng)器，而當(dāng)前使用最多的方式就是恒流驅(qū)動(dòng)。而恒流源的制作就需要用到開(kāi)關(guān)器件，而我們知道開(kāi)關(guān)電路往往是產(chǎn)生諧波的源頭，開(kāi)關(guān)信號(hào)的諧波含量非常高，其波形為斷續(xù)的尖峰波。
諧波的危害十分嚴(yán)重。諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過(guò)熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。諧波還會(huì)引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，使電能計(jì)量出現(xiàn)混亂。對(duì)于電力系統(tǒng)外部，諧波對(duì)通信設(shè)備和電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。因此我們需要對(duì)LED進(jìn)行諧波測(cè)試。
諧波的危害
● 加大企業(yè)的電力運(yùn)行成本
● 降低了供電的可靠性
● 導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作
● 降低產(chǎn)品質(zhì)量
既然LED燈在使用的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生諧波，那么對(duì)諧波的測(cè)試就是必不可少的。優(yōu)利德新推出的一款UTE9811電參數(shù)測(cè)試儀，采用高速DSP處理器+鎖相環(huán)(PLL)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，諧波分析最高50次。電壓、電流均采用低溫漂電阻或高精度互感器采樣，使得采樣信號(hào)不被過(guò)濾，保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。具有真有效值(RMS)測(cè)量。儀器具有完善的功能、性能優(yōu)越和操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，能滿(mǎn)足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的高速測(cè)量，也能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室和研發(fā)測(cè)量的需求。
諧波失真是指輸出信號(hào)比輸入信號(hào)多出的諧波成分。諧波失真是系統(tǒng)不完全線(xiàn)性造成的。所有附加諧波電平之和稱(chēng)為總諧波失真，即稱(chēng)為T(mén)HD。
▲ 同時(shí)顯示電壓、電流、功率、功率因素、頻率測(cè)試項(xiàng)目用列表/曲線(xiàn)模式顯示
▲ 電壓、電流50次總諧波絕對(duì)值跟相對(duì)值
在額定電源電壓下，當(dāng)燈達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)之后，通過(guò)燈管的電流/電壓的峰值與均方根值的比值CF值越小，流過(guò)燈管的電流越穩(wěn)定。所以當(dāng)測(cè)試LED燈時(shí)，應(yīng)關(guān)注CF值，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定該比值應(yīng)小于1.7，燈管壽命越長(zhǎng)。
▲ 按“CF”進(jìn)入電壓電流波峰比測(cè)量
▲ 具有適當(dāng)?shù)逆I盤(pán)布局與完善的功能、操作簡(jiǎn)單
▲ 測(cè)試線(xiàn)接線(xiàn)示意圖
產(chǎn)品推薦
UTE9811電參數(shù)測(cè)試儀特點(diǎn)
1、VA斷碼屏顯示，讀數(shù)直觀(guān)，采用高速DSP處理器進(jìn)行運(yùn)算
2、多窗口同時(shí)顯示測(cè)量電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率，電壓波峰比，電流波峰比，還具備諧波分析，測(cè)量穩(wěn)定，快速測(cè)量
3、采用鎖相環(huán)（PLL）同步法，諧波分析最高50次
4、以預(yù)設(shè)電流、功率上下限，自動(dòng)判斷測(cè)量值是否超限，并可設(shè)置延時(shí)報(bào)警，聲光報(bào)警提示，批量檢測(cè)提高效率
5、具備RS-232和RS-485串行通訊接口，便于與電腦或PLC進(jìn)行通訊
