LED電源紋波對LED照明的影響

led電源紋波對led照明的影響

用作led驅動電源的開關電源會含有一定量的紋波（ripple），那麼如何看待和處理led電源的輸出紋波呢？

照明研究理事會（lrc）的研究表明，led照明的閃爍與頻率相關，並提出頻閃效果的接受範圍，參見下圖：

照明頻閃效果的可接受程度

+2：極易接受

+1：尚可接受

0：介於接受/不接受之間

-1：不易接受

-2：極難接受

從中可以看出，對於led照明（ssl）來說，120hz頻率是需要重點關注的區域。由於這是基於北美60hz工頻的研究，因此對於中國應用來說，100hz頻率應為重點。

研究表明，輸出電流波紋對於led公升溫無明顯影響，同時對於led燈具的電源轉換效率也無明顯影響。

輸出電流紋波與所選電源拓撲密切相關。在傳統電源中，採用大電解電容來儲能，為開關級提供直流電壓，這樣使輸出電流紋波很低。但缺點是無法提供功率因數校正，而且電解電容也稱為壽命的瓶頸。一般僅用於5w以下的場合。

新型的開關電源大都加了pfc功能來提高功率因數，提高電源效率並延長電源壽命。比如單級pfc校正的恆流輸出（cc）拓撲可產生最高轉換效率（>92%）。然而這種拓撲的輸出紋波較高，並且集中在120hz（100hz）範圍。

為了降低紋波對led發光效果（閃爍）的影響，有些標準規定了led電源的紋波比例，如日本某標準規定紋波比例小於4%。另外，某些特定應用（如攝影）中也需要將紋波控制在一定水平。

降低紋波的最直接方案是增加大容量輸出電容，通常為鋁電解電容。比較經濟的做法是採用乙隻低esr型鋁電解電容併聯若干普通鋁電解電容來達到所要求的效果。

電容對輸出電流紋波的影響

左：採用0.22uf輸出電容後的紋波效果右：採用220uf輸出電容後的紋波效果

另一種方法是將初級側紋波注入電源ic的反饋端，可將輸出紋波降低約25%，但這樣做的後果是降低pf值（~0.7），電源的整體轉換效率不受影響。

採用有源的紋波電流濾波器（arf）可將紋波降至8%以下，也就是通過三極體實現的電子濾波器，這相當於增加了一級轉換電路。由於電子濾波器的插入損耗，電源的轉換效率將下降5%左右。