[发明专利]高输出功率低频闪的交流直连LED驱动芯片及装置

说明书

本发明公开了一种高输出功率低频闪的交流直连LED驱动芯片及装置。在此装置中，采用380V三相交流电来对交流直连LED驱动IC进行供电，380V三相交流电中的三相分别配合三个380V交流直连LED驱动IC来驱动三组相同的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87%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，尤其是路灯领域中对交流直连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。

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，本发明提供了一种高输出功率低频闪的交流直连LED驱动芯片及装置。

所提出的380V交流直连LED驱动IC，

1）采用包含了耐压为700V NJFET的低压供电电压产生模块将380V AC转化成5V电压来给交流直连LED驱动IC的低压模块供电；