关于LED无频闪的分析和介绍

将LED用于替代传统灯具，看似为一简单直接的作法，但要达到和传统型灯具类似的照明质量，仍有许多细节要注意。为了保护视力及降低对人体生理心理的影响，不论在选购或设计LED灯时，都必须特别考虑光闪烁问题。

LED灯的光闪烁特性

优质的室内照明需要均匀分布的光，这来自于稳定的光输出和合适的色温。人眼对较低频率下的光强度变化比较敏感，光强度的波动会导致身体不适、眼睛疲劳或头痛。
接入交流电网的LED灯具通常有两种比较容易发生的光闪烁：

和交流电网频率相关的光波动，通常是双倍的电网频率（例如：电网频率是50Hz，光波动频率即为100Hz，电网频率60Hz，光波动频率即为120Hz）。

随机型的光波动（往往由于LED灯和外围组件的不兼容而造成）。

对大多数人而言，75Hz以上的闪烁是不会被注意到的，但其影响却是客观存在的。将我们的手机摄像头靠近光源进行拍摄，可以很容易看到这种闪烁所带来的图像波动（如题头图所示），这和我们在日光下所看到的图像是不一样的。我们对闪烁的感知不只和频率有关，也和光输出的波峰和波谷的强度（即强度调变）及这些变化持续的时间有关。

传统光源并非完全没有闪烁：白炽灯的闪烁相对较低，其闪烁百分比约为10〜20％，这是由于灯丝加热的时间常数较长。用电磁式镇流器的节能灯，它的闪烁则相当高：闪烁百分比高达37〜70％。使用电子式镇流器的节能灯，它的闪烁比较低，可以低到只有5％左右。

目前，针对LED灯的最大可接受的闪烁还没有明确的标准存在，但许多LED照明厂商规定：在100Hz - 120Hz的频率范围内，闪烁百分比须小于30％。

LED的光输出和流过LED的电流有直接关系，也就是LED的光输出会立即反应出LED电流的变化。因此，若希望LED灯完全无闪烁的话，首先需要有一稳定的LED驱动电流。

闪烁、LED电流和LED电压纹波之间的关系

LED电流的改变会直接改变它的光输出，但从LED的光输出和电流之间的关系曲线上可以看出，两者之间不是完全线性的关系，因此LED电流纹波和其衍生的闪烁百分比之间也不是线性的关系。对于大多数LED而言，光闪烁百分比是低于电流变化百分比的。

在大多数离线式LED驱动器中，电路参数会影响LED输出电压纹波，而LED电流纹波则是受电压纹波影响的。因此，重要的是要知道在整个LED灯串上的电压纹波和流过LED的电流纹波之间的关系。大多数LED灯泡用到数个LED。当LED串联时，动态电阻需要乘上LED的数量；当LED并联时，动态电阻则需要除以并联的LED的数目。

离线式LED驱动器的基本拓朴

在大多数单级离线式LED驱动器中，转换器可以是由降压、升降压或反激式转换器构成的，它会将整流过的电源电压转换为合适的输出电压来驱动LED灯串。主要的反馈回路是透过LED电流检测，以提供定电流（平均值）至LED灯串。

若要LED没有闪烁，LED电流就必须是一个稳定的直流电流，而LED上的电压也因此会是一个固定的直流电压。由于电网电压是一正弦波，所以LED应用电路中必须包含至少一个电压缓冲组件来将交流电压转换成直流电压。

100Hz / 120Hz 闪烁抑制方案

在具有功率因数校正的单级式LED驱动器中，100/120Hz闪烁是最容易出现的，这是因为转换器输出电流是随着时间而变化的。要减少这种闪烁，就必须减少LED电流纹波。以下为几种可能的方式：

减少转换器输出电流的峰峰值。这可以借着降低功率因数指标、增加输入电容、增加电流反馈回路的速度等而达到。这样一来， 功率因数和THD可能都无法符合要求，这个解决方案通常只用于低功率设计中。

增加输出电容。要将纹波减小至非常低的水平，就必须要有一个非常大的电容器，其代价是成本和体积的增加。

增加LED灯串的动态电阻：可以选择有较高动态电阻的LED，或使LED工作在I/V曲线较低的区域。也可以在LED灯串上增加串联电阻，然而这将增加额外的功耗，降低转换器的效率。

也可使用一个线性后调节器来消除输出电压纹波，从而减小LED的电流纹波。