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一供应商给我们解答的LED波纹频闪原理和解决方案,不知还有没有更好的补充和指正?
传统的荧光灯具直接用于50Hz的交流电,它的频闪是100Hz,用数码相机拍摄的时候因为采样频率的不同所以会出现水波纹。而LED灯具是直流电源供电,其光源发出的光也将是直流形式的(在直流基础上叠加有微小的波动或称脉动),从物理的角度上讲,其发光的波动性的确远远低于交流电流工作的光源发光的波动程度。但是,其输入供电电源的仍然是交流形式的,很难完全避免交流纹波通过LED光源。所以会存在LED灯具用数码相机拍摄的时候存在闪烁。
视觉可以感受到的的频闪主要由两个原因:
1、输出纹波频率偏低
个别人在特殊条件下(例如:从无光区域突然进入有光区域)还会会感受到100Hz左右的频闪,如果照明的频闪频率在60Hz左右,人是没法忍受的。
2、输出的纹波电压或电流 100Hz的输出纹波,在纹波电压小于5%时,也感觉不到频闪。这时纹波电流可能会远比5% 要小,实现就有些困难了。
手机或摄像机拍摄的帧频一般在30左右,高速运动摄像机可以达到400fps。拍摄有频闪的灯光,如果频闪频率不能超过拍摄设备所设置帧频的4倍,在拍摄的设备上就会看到灯光有辉闪甚至严重抖动,拍摄的结果也是这样。所以,拍摄旧的CRT显示器的显示画面,经常会看到有横条向上移动。
频率较低的频闪,虽然我们不能立即感觉出来,但长期在这样的灯光下,人很容易疲倦,容易得近视等眼科疾病。
目前LED电源单纯来讲满足无频闪的要求也是可以做到。大致为:
1.加大输出电解电容
2.采用填谷式被动PFC方案
3采用两级方案(AC/DC,DC/DC)
第一种方案“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。 (仅供大致了解)
第二种方式“采用填谷式被动PFC方案”,此方案也是最主流的一种处理方式。非隔离方案常用上海晶丰明源或者上海占空比方案。隔离方案可以采用芯联或者IWATT(最早期的方案,现已基本被淘汰)。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素校正,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直流电。但填谷式方案也存在一定问题,首先非隔离填谷式方案会存在输出空载电压不受控制,容易造成灯珠损坏。其次,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,有可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。功率因素也不能完全达到0.9以上。因此此种方案也不能完全满足UL,CE等认证标准。见附页测试数据。(仅供大致了解)
第三种方式则是采用两级方案,在我司现有隔离电源的基础上后面再加一级DC/DC,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。但此方案在成本上有一定增加,需要加多一个电源管理芯片以及部分外围电路!(目前茂域高端驱动采用的线路方案)
两级线路驱动的优点简单概括:
1:纹波范围控制的比较好,解决了灯具的频闪问题
2:产品设计相对于传统普通型驱动器,散热效果较好
3:两级线路的稳定性优于单级线路,可以使光源拥有更长的寿命
也有朋友说两级设计的线路复杂,成本高,稳定性差,期待更多的专业解答!!