[发明专利]一种无频闪高功率因数的LED驱动电路及方法

说明书

一种无频闪高功率因数的LED驱动电路，涉及各种场景的LED照明技术领域。为解决现有LED照明技术中出现的频闪现象，导致pF值无法达到一定值的问题。本发明包括n个防护电容、滤波电容、信号调节器和整流电路，整流电路的正输出端连接n个LED灯珠的串联电路的阳极，n个防护电容分别与n个LED灯珠一一对应、且每个防护电容并联在所对应的LED灯珠两端，n取正整数，n个LED灯珠的串联电路的阴极分别连接滤波电容的一端和信号调节器的输入端，滤波电容的另一端连接信号调节器的输出端，信号调节器的输出端连接整流电路的负输出端。本发明适用于驱动LED灯珠发光。

技术领域

本发明涉及各种场景的LED照明技术领域，具体涉及一种LED驱动电路。

背景技术

灯光一直是人们赖以生存的照明手段，伴随着人类度过了数千年的漫漫长夜。自猿人钻木取火以来，人类经历了动物油灯、植物油灯、煤油灯、蜡烛的照明历程，直到1808年，英国科学家戴维发明了电弧灯，从此人类便开始进入电气照明的时代。在20世纪后期开始发展的发光二极管给未来照明又带来新曙光，随着目前LED技术的进步，LED照明既节能环保，又方便人们的生活。目前，生产LED照明灯具成品的国内外企业很多，产品质量、价格差别很大。特别是LED灯具的EMI问题、频闪问题、功率因数、发光效率和寿命更为明显。

2017年央视“3·15”晚会上的一个环节，至今人们还在热议。晚会主持人请来专家现场支招用手机拍照功能检测LED灯频闪问题。这一环节曝光了长期使用高频闪LED灯会造成消费者视力衰退，甚至头痛的现象。LED频闪问题顿时成为了消费者关注焦点。

据美国电气与电子工程师协会(IEEE)2010年发布的一篇报告指出，3～70Hz范围的灯闪烁频率人很容易感知到，让人感到身体不舒服。即使是重复的闪光灯和静态的重复几何图案也可能导致这些人疾病突然发作，发生率约为0.025％。还一些研究人员声称，视网膜可以感觉到高达200Hz的闪烁，但测试表明，160Hz以上，闪烁对健康的影响可以忽略不计。因此，人们开始关注人长期曝光在70～160Hz频率范围内闪烁下的影响。然而，与传统照明技术一样，大多数LED灯直接连接到50或60Hz的交流电源。即使整流到100Hz或120Hz的频率之后，由于所涉及的频率相对低，任何与线相关的闪烁都可能被人的肉眼检测到。事实上，整流的线路可能导致频闪。实际上，100Hz或120Hz的闪烁对人体健康的影响不仅是频率，还包括身体和生理因素。

对于很多LED照明灯具来说，光源的工作电流随着输入电压的波动而波动，这会直接导致光的输出波动，进而产生频闪。这就十分明显：驱动电流是LED灯闪烁的关键来源，恒流供电是LED驱动器的主要职责。当讨论100～120Hz的闪烁时，人们最常关注的是室内照明应用。室内照明有很多LED驱动器方案可以提供恒定的电流。同时，商业应用需要大于0.9的pF。越来越多的国家和标准协会，如能源之星要求照明灯具的功率因数要大于0.9。

LED电源核心元件包括开关控制器、电感器、开关元器件(MOSfet)、反馈电阻、输入滤波器件、输出滤波器件等等。根据不同场合要求、还要有输入过压保护电路、输入欠压保护电路，LED开路保护、过流保护等电路。LED电源按驱动方式分类:

(一)恒流式，恒流驱动电路输出的电流是恒定的，而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化，负载阻值小，输出电压就低，负载阻值越大，输出电压也就越高；恒流电路不怕负载短路，但严禁负载完全开路；恒流驱动电路驱动LED是较为理想的，但相对而言价格较高；应注意所使用最大承受电流及电压值，它限制了LED 的使用数量。

(二)稳压式，当稳压电路中的各项参数确定以后，输出的电压是固定的，而输出的电流却随着负载的增减而变化；稳压电路不怕负载开路，但严禁负载完全短路；以稳压驱动电路驱动LED，每串需要加上合适的电阻方可使每串LED显示亮度平均；亮度会受整流而来的电压变化影响。LED电源按电路结构可以分为六类：