[实用新型]一种低成本、高效率、无频闪的LED驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED驱动电路领域，具体是一种低成本、高效率、无频闪的LED驱动电路。

背景技术

传统灯具由于使用交流电供电，其光亮度随着交流电的周期性变化而变化。灯具频闪就是由光线的明暗变化而形成的，通常分为两种：一种是变化频率在100Hz以下的，此时的频闪可以被人眼捕捉；另一种是变化频率在100Hz以上的，这种频闪不会被人看到，但实际上已经对人体造成了伤害，以下所讨论的频闪均指不可见频闪。

关于频闪可能对人体造成的伤害，目前已有相关的生物学及医学研究：

1.可能引发脑细胞损伤

有研究者称，通过观察脑电图发现，即使环境中光的频闪已快到让人无法察觉，生物体的视网膜仍然可以分辨出频率为100-160Hz，甚至高达200Hz的光并做出反应，在以猫为代表的动物实验中，100-120Hz的光已经引起了其脑部细胞灼伤，灼伤细胞属外侧膝状体组织，该组织起到控制眼球的作用。

2.可能影响阅读及视力

有研究表明，荧光灯和CRT显示屏的亮度频闪会影响人在阅读文字时的眼球运动轨迹，另外，在一些健康检查报告中也发现，视力损伤正是由荧光灯频闪造成的。

3.可能诱发偏头痛

实验发现，频率为100Hz的荧光灯频闪可能引起办公室工作人员的头痛发病率倍增，当然，这种影响通常被认为是特例，只产生于特殊人群中。

4.降低工作效率和引发工伤

在轻工、食品、印刷、电子、纺织等行业，普遍采用直管型日光灯的照明场如流水线上，频闪引起的视觉疲劳、偏头痛，会造成定位困难，生产效率低下等问题；在机械行业中，如吊车操作工，因为频闪引起的视觉疲劳会造成定位困难，操作失误，甚至引发事故；在运动物体的速度和光源频闪频率成倍数关系时，运动物体的运动状态就会产生静止、倒转、运动速度缓慢等三种状态周期性重复的错误视觉，容易引发工伤事故。

综上，不可见频闪的确会在许多方面对人和生物造成许多潜在危害。目前，越来越普遍使用的LED照明灯具若采用恒定直流供电，理论上完全可能实现无频闪恒定照明。但事实上，由于行业标准的，市场竞争激烈而无序，市场上充斥着低质量LED灯具，尤其是室内小功率LED灯具，同样具有频闪问题。要得到纯净及恒定的电流源，以保证LED照明灯具无频闪，LED驱动电源是最大的关键。研发高品质驱动IC，实现给LED灯具提供恒定电流，是消除频闪，并保证LED灯具在使用寿命期间灯光始终维持在固定亮度的必要的方式。

目前市场上一般采用以下几种技术途径解决LED照明灯具的频闪问题：

一、加大输出电解电容；

此方案从理论上讲可以采用电解电容吸收部分的交流纹波，但是实际的经验告诉我们当纹波控制在一定范围之内以后(10％)，很难进一步降低，除非将电解电容不计成本的加多，也不能从根本上消除。

二、被动PFC(功率因数校正)；

此方案也是最主流的一种处理方式，采用填谷电路。如图1所示，电路原理如下：采用两个大的电容以及三个二极管进行功率因数校正，因为在整流桥后面有大的电解电容，所以将交流纹波吸收，通过电感或者变压器到次级部分的电流为平滑的直流，故起到去频闪的效果。

但填谷式方案也存在一定问题，首先无法做成90-265V全电压输入，填谷电路输出电压谷值只有电解滤波电路谷值的一半，填谷式的整流方式整流后输出电压比普通整流后的输出电压低不少，有肯能采用填谷式后在低压输入的是带载不足，再者，无论隔离式还是非隔离式填谷式方案，谐波测试根本无法通过。功率因数也不能完全达到0.9以上，因此此种方案也不能完全满足UL、DLC等认证标准。

三、采用两级方案,前级使用CV，后级使用DC-DC方案来实现。

第三种方案则是采用两级方案，前级使用CV，后级使用DC-DC方案来实现，这样的方案就能够完全消除交流纹波的影响，电性参数也能完全达到认证标准，达到去频闪的效果。但此方案在成本上有一定增加，外围电路复杂，效率偏低，并且EMI(电磁干扰)测试比较难通过，不适合灯具的普及发展。

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