LED電源總諧波失真（THD）分析及對策

作者：時間：2012-07-25 來源：網(wǎng)絡

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4.降低 THD 的措施

隨著開關電源類電子產(chǎn)品的應用普及，國際電工委員會制定了 IEC61000-3-2、歐盟制定了 EN60555-2 和我國制定了 GB17625.1-2003 等法規(guī)，對用電設備的電壓、電流波形失真作出了具體限制和規(guī)定。目前這些法規(guī)也適用于 LED 燈具及 LED 驅(qū)動電源。對于輸入有功功率大于 25W 的 LED 照明燈具，諧波電流不應超過表 2 限值。

表 2. C 類設備的限值

對于輸入有功功率不大于 25W 的 LED 照明燈具，規(guī)定符合如下的其中一項：

a.諧波電流不應超過表 3 的第 2 欄中與功率相關的限值;

表3 D類設備的限制

b. 用基波電流百分數(shù)表示的 3 次諧波電流不應超過 86%,5 次諧波不超過 61%;而且，假設基波電壓過零點為 0°，輸入電流波形應是 60°或之前開始流通，65°或之前有最后一個峰值(如果在半個周期內(nèi)有幾個峰值) ,在 90°前不應停止流通。

圖 1 所示的 LED 驅(qū)動電源的輸入功率為 8.8W,根據(jù)表 3 第 2 欄的限值，THD 顯然超標。一個好的 LED 驅(qū)動電源，不僅需要高功率因數(shù) PF,而且還要實現(xiàn)低 THD,使奇次諧波含量不超過標準規(guī)定值。

但有的電源設計者，為了片面強調(diào)高 PF 而將濾波電容值減小，其結果是橋式整流器的導通角增加，PF 增大，但橋式整流器輸出的脈動直流電壓導致電路的峰值電流極高，使電源變換器的功率管等損耗劇增，很容易損壞功率管、高頻變壓器、高頻輸出整流管元件。

目前，性能比較優(yōu)良的 LED 驅(qū)動電源，均采用了有源功率因數(shù)校正(Advantage Power Factor Correetion)APFC 電路，圖 7 是一種常用的臨界導通模式(TCM)的單級 PFC 反激式電源變換器示意圖。

圖7

這種電路能使輸入電流即電感電流的波形(見圖 8)與整流二極管輸出的脈動電壓波形保持一致的特點，不存在整流二極管導通角的影響，因此輸入電流與輸入電壓的具有相同相位，如圖 9 所示。

圖8

圖9

這種電路的功率因數(shù) PF 與總諧波失真 THD 的關系如下：

該電路通常可以做到 PF≥0.96、THD≤30%,甚至可以使 PF 值接近于 1,輸入電流失真系數(shù) K=I1 / Irms≤3,THD≤10%. 圖 10 的輸入電路是一種通用的填谷式的無源功率因數(shù)控制(PPFC)電路，對于輸入功率較小的 LED 驅(qū)動電源采用此電路，有成本低、線路簡單等優(yōu)點。其功率因數(shù)可在 0.85-0.9, 但諧波含量往往會超過符合規(guī)定。