毛紹祺：通過適當(dāng)?shù)尿?qū)動設(shè)計消除LED頻閃

目前，行業(yè)對于光的環(huán)境在人的感覺方面要求越來越高，從驅(qū)動方面業(yè)內(nèi)也在努力將光的質(zhì)量進(jìn)行提升。

來自英飛特電子(杭州)有限公司的市場總監(jiān)毛紹祺先生對于通過適當(dāng)?shù)尿?qū)動設(shè)計消除LED頻閃的方法進(jìn)行了介紹。毛先生首先對頻閃的概念進(jìn)行了闡釋，這里所說的閃爍不是通常所見的不穩(wěn)定的、人眼能夠分辨的閃爍，這一類閃爍一般是在100 Hz以下，在老式攝像機(jī)的CRT顯示器上可以看到類似的閃爍。而毛先生談到的是交流電網(wǎng)在經(jīng)過整流之后，比如50 Hz、60 Hz的交流電網(wǎng)在整流之后所產(chǎn)生120 Hz的閃爍，通常人眼是無法看到的，只有高幀速的攝像機(jī)或照相機(jī)才能捕捉到，這類被稱為頻閃，或功頻的閃爍。

英飛特電子(杭州)有限公司的市場總監(jiān)毛紹祺先生

頻閃主要會對人產(chǎn)生兩方面的影響，第一是對人的視網(wǎng)膜的損害，頻率范圍一般在100～165 Hz內(nèi)。通常100 Hz以下的頻率人眼可見，而165 Hz以上的一般對人體不會造成損害。第二是頻閃可能會間接導(dǎo)致癲癇，還有可能會引起頭痛、駕駛中的不適等。對于頻閃要求較高的環(huán)境包括馬路、運(yùn)動場、體育館、舞臺及需要工礦燈作業(yè)的工業(yè)環(huán)境等。例如，在馬路上，頻閃會讓司機(jī)有很不適的感覺，甚至產(chǎn)生眩暈感，帶來較大的安全和健康隱患。

我們需要通過合理的驅(qū)動器的設(shè)置來消除頻閃。只要使驅(qū)動的電流接近比較平穩(wěn)的一個值，就可以期望光輸出是一個較為平穩(wěn)的值。驅(qū)動有很多種方法，首當(dāng)其沖就是通過被動的PFC器件再加上DCDC來做驅(qū)動。傳統(tǒng)的被動鎮(zhèn)流PFC再加上隔離的DCDC的方案頻閃很小，前面的填補(bǔ)鎮(zhèn)流完畢之后，其輸入紋波對于DCDC來說已經(jīng)很小了。PFC是一個被動的填補(bǔ)式的鎮(zhèn)流，PF值并不是很理想，但如果想要較好的PF值，則需要犧牲一定的效率，需要增加較大的電阻，這一方案應(yīng)用于低功率的燈具效果較為理想，當(dāng)功率大于10W、20W后，便出現(xiàn)了諧波的問題，也很難實(shí)現(xiàn)較好的PF值。

單極主動式功率因數(shù)校正最大的問題就是輸出電流的紋波比較大，這種紋波與PF值在物理上是矛盾的，很難做到兩全齊美。在出現(xiàn)這一問題時，人們可能會考慮再加一極，有兩種方式：第一種是最為傳統(tǒng)也是用得最多的，就是在后面加一個Buck，可以顯而易見地起到消除紋波的作用，前極所產(chǎn)生的低頻紋波能夠很容易被消除。但這一方案的價格比較高，一個Buck的價格約在1美元左右，1美元成本的增加對于室內(nèi)電源驅(qū)動解決方案來說是很大的成本增加，在設(shè)計中必須在成本和性能之間找到折中點(diǎn)。

如果采用紋波抑制器等線性器件，其成本會比Buck低很多，能夠同時實(shí)現(xiàn)較為理想的PF值和紋波。紋波抑制器能夠采集前極的紋波，通過調(diào)節(jié)MOS管上的電壓來實(shí)現(xiàn)紋波的下降，或者通過輸出的阻抗匹配，使輸出的LED負(fù)載看起來不再像LED負(fù)載，而是看上去像一個理想的電阻，改變了LED負(fù)載的整體特性。當(dāng)負(fù)載是一個理想的電阻時，則能夠得到較為理想的PF值和紋波。

從設(shè)計復(fù)雜性來說，被動器件加DCDC再加單極PFC是最簡單的，元件數(shù)也相對較少，成本較低，但效率最高。其問題在于輸入范圍較窄，目前很多燈具都采用100V～240V的輸入范圍，北美則采用更寬的100V～277V的輸入范圍，在這些情況下這種方案基本無法解決頻閃問題。PF值是在未來的燈具設(shè)計中永遠(yuǎn)無法擺脫的考慮因素，越來越多的能效規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)均會要求PF值在0.9以上，這在全世界各地都是通用的。

對于未來的燈具設(shè)計，人們確實(shí)越來越開始關(guān)注燈具對人的健康的影響。未來可能大家談?wù)摰牟辉偈枪庑绾蔚葐栴}，而是有關(guān)頻閃、紋波、調(diào)光等相關(guān)的問題。這對于驅(qū)動電源設(shè)計廠商來說也提出了非常大的挑戰(zhàn)。解決這一問題有著不同的方案，不同的設(shè)計人員會有不同的選擇和考慮。