關(guān)于LED無(wú)頻閃的分析和介紹

將LED用于替代傳統(tǒng)燈具，看似為一簡(jiǎn)單直接的作法，但要達(dá)到和傳統(tǒng)型燈具類似的照明質(zhì)量，仍有許多細(xì)節(jié)要注意。為了保護(hù)視力及降低對(duì)人體生理心理的影響，不論在選購(gòu)或設(shè)計(jì)LED燈時(shí)，都必須特別考慮光閃爍問(wèn)題。

LED燈的光閃爍特性

優(yōu)質(zhì)的室內(nèi)照明需要均勻分布的光，這來(lái)自于穩(wěn)定的光輸出和合適的色溫。人眼對(duì)較低頻率下的光強(qiáng)度變化比較敏感，光強(qiáng)度的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致身體不適、眼睛疲勞或頭痛。
接入交流電網(wǎng)的LED燈具通常有兩種比較容易發(fā)生的光閃爍：

和交流電網(wǎng)頻率相關(guān)的光波動(dòng)，通常是雙倍的電網(wǎng)頻率（例如：電網(wǎng)頻率是50Hz，光波動(dòng)頻率即為100Hz，電網(wǎng)頻率60Hz，光波動(dòng)頻率即為120Hz）。

隨機(jī)型的光波動(dòng)（往往由于LED燈和外圍組件的不兼容而造成）。

對(duì)大多數(shù)人而言，75Hz以上的閃爍是不會(huì)被注意到的，但其影響卻是客觀存在的。將我們的手機(jī)攝像頭靠近光源進(jìn)行拍攝，可以很容易看到這種閃爍所帶來(lái)的圖像波動(dòng)（如題頭圖所示），這和我們?cè)谌展庀滤吹降膱D像是不一樣的。我們對(duì)閃爍的感知不只和頻率有關(guān)，也和光輸出的波峰和波谷的強(qiáng)度（即強(qiáng)度調(diào)變）及這些變化持續(xù)的時(shí)間有關(guān)。

傳統(tǒng)光源并非完全沒有閃爍：白熾燈的閃爍相對(duì)較低，其閃爍百分比約為10?20％，這是由于燈絲加熱的時(shí)間常數(shù)較長(zhǎng)。用電磁式鎮(zhèn)流器的節(jié)能燈，它的閃爍則相當(dāng)高：閃爍百分比高達(dá)37?70％。使用電子式鎮(zhèn)流器的節(jié)能燈，它的閃爍比較低，可以低到只有5％左右。

目前，針對(duì)LED燈的最大可接受的閃爍還沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)存在，但許多LED照明廠商規(guī)定：在100Hz - 120Hz的頻率范圍內(nèi)，閃爍百分比須小于30％。

LED的光輸出和流過(guò)LED的電流有直接關(guān)系，也就是LED的光輸出會(huì)立即反應(yīng)出LED電流的變化。因此，若希望LED燈完全無(wú)閃爍的話，首先需要有一穩(wěn)定的LED驅(qū)動(dòng)電流。

閃爍、LED電流和LED電壓紋波之間的關(guān)系

LED電流的改變會(huì)直接改變它的光輸出，但從LED的光輸出和電流之間的關(guān)系曲線上可以看出，兩者之間不是完全線性的關(guān)系，因此LED電流紋波和其衍生的閃爍百分比之間也不是線性的關(guān)系。對(duì)于大多數(shù)LED而言，光閃爍百分比是低于電流變化百分比的。

在大多數(shù)離線式LED驅(qū)動(dòng)器中，電路參數(shù)會(huì)影響LED輸出電壓紋波，而LED電流紋波則是受電壓紋波影響的。因此，重要的是要知道在整個(gè)LED燈串上的電壓紋波和流過(guò)LED的電流紋波之間的關(guān)系。大多數(shù)LED燈泡用到數(shù)個(gè)LED。當(dāng)LED串聯(lián)時(shí)，動(dòng)態(tài)電阻需要乘上LED的數(shù)量；當(dāng)LED并聯(lián)時(shí)，動(dòng)態(tài)電阻則需要除以并聯(lián)的LED的數(shù)目。

離線式LED驅(qū)動(dòng)器的基本拓樸

在大多數(shù)單級(jí)離線式LED驅(qū)動(dòng)器中，轉(zhuǎn)換器可以是由降壓、升降壓或反激式轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的，它會(huì)將整流過(guò)的電源電壓轉(zhuǎn)換為合適的輸出電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)LED燈串。主要的反饋回路是透過(guò)LED電流檢測(cè)，以提供定電流（平均值）至LED燈串。

若要LED沒有閃爍，LED電流就必須是一個(gè)穩(wěn)定的直流電流，而LED上的電壓也因此會(huì)是一個(gè)固定的直流電壓。由于電網(wǎng)電壓是一正弦波，所以LED應(yīng)用電路中必須包含至少一個(gè)電壓緩沖組件來(lái)將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。

100Hz / 120Hz 閃爍抑制方案

在具有功率因數(shù)校正的單級(jí)式LED驅(qū)動(dòng)器中，100/120Hz閃爍是最容易出現(xiàn)的，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)換器輸出電流是隨著時(shí)間而變化的。要減少這種閃爍，就必須減少LED電流紋波。以下為幾種可能的方式：

減少轉(zhuǎn)換器輸出電流的峰峰值。這可以借著降低功率因數(shù)指標(biāo)、增加輸入電容、增加電流反饋回路的速度等而達(dá)到。這樣一來(lái)， 功率因數(shù)和THD可能都無(wú)法符合要求，這個(gè)解決方案通常只用于低功率設(shè)計(jì)中。

增加輸出電容。要將紋波減小至非常低的水平，就必須要有一個(gè)非常大的電容器，其代價(jià)是成本和體積的增加。

增加LED燈串的動(dòng)態(tài)電阻：可以選擇有較高動(dòng)態(tài)電阻的LED，或使LED工作在I/V曲線較低的區(qū)域。也可以在LED燈串上增加串聯(lián)電阻，然而這將增加額外的功耗，降低轉(zhuǎn)換器的效率。

也可使用一個(gè)線性后調(diào)節(jié)器來(lái)消除輸出電壓紋波，從而減小LED的電流紋波。