將LED用于替代傳統(tǒng)燈具,看似為一簡單直接的作法,但要達到和傳統(tǒng)型燈具類似的照明質(zhì)量,仍有許多細節(jié)要注意。為了保護視力及降低對人體生理心理的影響,不論在選購或設計LED燈時,都必須特別考慮光閃爍問題。
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,這來自于穩(wěn)定的光輸出和合適的色溫。人眼對較低頻率下的光強度變化比較敏感,光強度的波動會導致身體不適、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)頻率相關的光波動,通常是雙倍的電網(wǎng)頻率(例如:電網(wǎng)頻率是50Hz,光波動頻率即為100Hz,電網(wǎng)頻率60Hz,光波動頻率即為120Hz)。
隨機型的光波動(往往由于LED燈和外圍組件的不兼容而造成)。
對大多數(shù)人而言,75Hz以上的閃爍是不會被注意到的,但其影響卻是客觀存在的。將我們的手機攝像頭靠近光源進行拍攝,可以很容易看到這種閃爍所帶來的圖像波動(如題頭圖所示),這和我們在日光下所看到的圖像是不一樣的。我們對閃爍的感知不只和頻率有關,也和光輸出的波峰和波谷的強度(即強度調(diào)變)及這些變化持續(xù)的時間有關。
傳統(tǒng)光源并非完全沒有閃爍:白熾燈的閃爍相對較低,其閃爍百分比約為10?20%,這是由于燈絲加熱的時間常數(shù)較長。用電磁式鎮(zhèn)流器的節(jié)能燈,它的閃爍則相當高:閃爍百分比高達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LED燈的最大可接受的閃爍還沒有明確的標準存在,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LED的電流有直接關系,也就是LED的光輸出會立即反應出LED電流的變化。因此,若希望LED燈完全無閃爍的話,首先需要有一穩(wěn)定的LED驅(qū)動電流。
閃爍、LED電流和LED電壓紋波之間的關系
LED電流的改變會直接改變它的光輸出,但從LED的光輸出和電流之間的關系曲線上可以看出,兩者之間不是完全線性的關系,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系。對于大多數(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)動器中,電路參數(shù)會影響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LED燈串上的電壓紋波和流過LED的電流紋波之間的關系。大多數(shù)LED燈泡用到數(shù)個LED。當LED串聯(lián)時,動態(tài)電阻需要乘上LED的數(shù)量;當LED并聯(lián)時,動態(tài)電阻則需要除以并聯(lián)的LED的數(shù)目。
離線式LED驅(qū)動器的基本拓樸
在大多數(shù)單級離線式LED驅(qū)動器中,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,它會將整流過的電源電壓轉(zhuǎn)換為合適的輸出電壓來驅(qū)動LED燈串。主要的反饋回路是透過LED電流檢測,以提供定電流(平均值)至LED燈串。
若要LED沒有閃爍,LED電流就必須是一個穩(wěn)定的直流電流,而LED上的電壓也因此會是一個固定的直流電壓。由于電網(wǎng)電壓是一正弦波,所以LED應用電路中必須包含至少一個電壓緩沖組件來將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。
100Hz / 120Hz 閃爍抑制方案
在具有功率因數(shù)校正的單級式LED驅(qū)動器中,100/120Hz閃爍是最容易出現(xiàn)的,這是因為轉(zhuǎn)換器輸出電流是隨著時間而變化的。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、增加輸入電容、增加電流反饋回路的速度等而達到。這樣一來, 功率因數(shù)和THD可能都無法符合要求,這個解決方案通常只用于低功率設計中。
增加輸出電容。要將紋波減小至非常低的水平,就必須要有一個非常大的電容器,其代價是成本和體積的增加。
增加LED燈串的動態(tài)電阻:可以選擇有較高動態(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。
也可使用一個線性后調(diào)節(jié)器來消除輸出電壓紋波,從而減小LED的電流紋波。
-
轉(zhuǎn)換器
+關注
關注
27文章
8930瀏覽量
150513 -
led驅(qū)動器
+關注
關注
12文章
1170瀏覽量
73777
發(fā)布評論請先 登錄
惠海H6911升壓恒流芯片 12V-24V升壓36V 4.2A 150W 無頻閃調(diào)光IC 智能照明
H5227Y 升壓恒流芯片 24V36V48V轉(zhuǎn)54V-60V 10A大電流無頻閃萬分之一調(diào)光攝影燈方案
告別頻閃困擾!LGS63032數(shù)字調(diào)光LED驅(qū)動器,開啟無閃爍照明新時代

PT2022D單觸控單輸出LED調(diào)光IC中文手冊
京信通信推出首款多頻多端口無源互調(diào)分析儀
dlp4500跑官方Demo投影棋盤格頻閃如何解決?
300W大功率智能調(diào)光IC-H6912 3.3V3.7V5V升壓150V10A大電流芯片 PWM+模擬無頻閃調(diào)光方案
燈具頻閃有什么危害?怎么測量頻閃?

共陽級無頻閃調(diào)光升降壓芯片-H5227A 調(diào)光深度萬分之一,60V48V36V30V24V3A臺燈IC方案
常規(guī)LED投光燈高P無頻閃方案推廣與應用

評論