[发明专利]高功率低频闪的交流直连LED驱动方法、装置及应用

说明书

本发明公开了一种高功率低频闪的交流直连LED驱动方法、装置及应用。该方法采用380V三相交流电来对交流直连LED驱动IC进行供电。在电路中，380V三相交流电中的三相分别配合交流直连LED驱动IC中的三个恒流模块来驱动三相LED灯串，利用380V三相交流电的相位特性，通过叠加的方式使得交流直连LED驱动IC的输出功率的频率提升至300Hz，频闪百分数降低89%以上，极大的减小频闪对人体健康的危害，并且由于输入电压相数的增加以及幅值的提高，相比于220V单相交流电驱动的交流直连LED驱动IC来说，此驱动IC的输出功率也可提高5倍左右，更有利于交流直连LED驱动IC在路灯领域上的应用，更有利于电网负载的平衡，装置的维护也会更加方便。

技术领域

本发明涉及交流直连LED驱动技术领域，尤其是对路灯中的交流直连LED驱动IC频闪效应降低以及输出功率提高的领域。

背景技术

作为第四代绿色光源的发光二极管（LED），与传统照明灯具相比，具有亮度高，效率高，稳定性好，寿命长，安全，环保等优点，被广泛应用于照明领域。

要保证LED正常发光，必须要使用到LED驱动IC。在传统的恒流型LED驱动IC中，为了使得驱动电流的纹波较小，不可避免的需要使用到容量较大的电解电容。而电解电容的平均寿命大约只有5000小时，远小于LED的寿命，从而限制了整个LED驱动电源的寿命。

为了解决这个问题，不需要使用电解电容的交流直连LED驱动IC被提出了，由于它还具有高效率，高功率因数等优点，受到了人们广泛的关注。然而，将交流直连LED驱动IC应用于路灯领域尚有不足之处：比如频闪明显以及输出功率较低。

明显的频闪具有以下几点危害：产生周期性重复的错误视觉，引发工伤事故；引起视觉神经疲劳、偏头痛，造成生产效率低下；伤害青少年的眼睛，使其视力明显下降；引发脑细胞损伤等。如果输出功率较低则会使得LED路灯的亮度较低，达不到照明的要求。

我们通常使用闪烁百分数来量化频闪：

闪烁百分数=´100%

其中Imax代表一个周期内，LED灯串输出的最大光强度，Imin代表一个周期内，LED灯串输出的最小光强度。而LED灯串输出的光强度近似与它消耗的功耗成正比。所以我们也可以使用下面的公式来计算闪烁百分数：

闪烁百分数 = ´100%

其中Pmax代表一个周期内，LED灯串消耗的最大功耗，Pmin代表一个周期内，LED灯串消耗的最小功耗。频闪效应不仅仅跟闪烁百分数有关，还和LED驱动IC输出功率的频率有关。对于100Hz的输出功率的频率来说，频闪不可察觉的闪烁百分数的最大值为3.2%，低风险的闪烁百分数的最大值为8%；300Hz的频闪不可察觉的闪烁百分数的最大值为9.6%，低风险的闪烁百分数的最大值为24%。

220V市电驱动下，受交流直连LED驱动IC设计的驱动方式的影响，输出功率的频率为100Hz，一个周期内流过LED灯串的电流呈现阶梯状变化，且电流的最小值为零，即消耗的最小功率为零。根据公式计算得到的闪烁百分数为100%，这将会带来很大的危害。

另外，由于交流直连LED驱动IC输入电压以及输出电流的限制，输出功率很难做到20W以上，较难达到路灯照明的要求，有必要探索提高其输出功率的方法。

现有技术中，如CN 103716968 A、CN 108601156 A，采用380V三相交流电供电的LED驱动IC都是将其转化为直流电压，然后用直流电压来驱动LED灯串发光。将高压交流电转化为直流电压不可避免的需要使用到大容量的电解电容，这将会严重缩短LED驱动电源的寿命。

发明内容

为了解决交流直连LED驱动IC在路灯领域应用中遇到的频闪明显以及输出功率较低的问题，本发明提供了一种路灯领域中的高功率低频闪的交流直连LED驱动方法、装置及应用。