LED驱动电源输出电压为什么是高频正弦波

核心提示1.总谐波失真 THD 与功率因数 PF 的关系市面上很多的 LED 驱动电源,其输入电路采用简单的桥式整流器和电解电容器的整流 滤波电路,见图 1. ? 图1该电路只有在输入交流电压的峰值附近,整流二极管才出现导通,因此其导通角θ比 较小

1.总谐波失真 THD 与功率因数 PF 的关系

市面上很多的 LED 驱动电源,其输入电路采用简单的桥式整流器和电解电容器的整流 滤波电路,见图 1.

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图1

该电路只有在输入交流电压的峰值附近,整流二极管才出现导通,因此其导通角θ比 较小,大约为 60°左右,致使输入电流波形为尖状脉冲,脉宽约为 3ms,是半个周期(10ms) 的 1/3.输入电压及电流波形如图 2 所示。由此可见,造成 LED 电源输入电流畸变的根本原 因是使用了直流滤波电解电容器的容性负载所致。

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图2

对于 LED 驱动电源输入电流产生畸变的非正弦波,须用傅里叶(Fourier)级数描述。 根据傅里叶变换原理,瞬时输入电流可表为:

式中,n 是谐波次数,傅里叶系数 an 和 bn 分别表为:

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每一个电流谐波,通常会有一个正弦或余弦周期,n 次谐波电流有效值 In 可用下式计算:

输入总电流有效值

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上式根号中,I1 为基波电流有效值,其余的 I2,3,分别代表 2,3,… n 次谐波电流有效值。 用基波电流百分比表示的电流总谐波含量叫总谐波失真(THD) ,总谐波含量反映了波形的 畸变特性,因此也叫总谐波畸变率。定义为

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根据功率因数 PF 的定义,功率因数

2.谐波测量与分析

为了很好地分析如图 1 所示的 LED 驱动电源的谐 波含量,介绍一种使用示波器测量输 入电流的方法。先在电源输入回路串接一个 10-20W 或以上的大功率电阻如 R=10 OHM,通电 后测量大功率电阻上两端的电压波形,由于纯功率电阻上两端的电压与电流始终是同相位, 因此电阻上的脉冲电压波形亦即代表了输入电流的脉冲波形,但数值大小不同。由波形显 示可知,其脉冲电流 i(t)与图 2 的电流波形是一致的,

 
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