4. 降低 THD 的措施

　　隨著開關(guān)電源類電子產(chǎn)品的應(yīng)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(shè)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(yīng)超過表 2 限值。

　　表 2. C 類設(shè)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(yīng)超過表 3 的第 2 欄中與功率相關(guān)的限值；

　　表3 D類設(shè)備的限制

　　b. 用基波電流百分?jǐn)?shù)表示的 3 次諧波電流不應(yīng)超過 86%，5 次諧波不超過 61%;而且， 假設(shè)基波電壓過零點(diǎn)為 0°，輸入電流波形應(yīng)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(yīng)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(biāo)。 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(shí)現(xiàn)低 THD，使奇次諧波含量 不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

　　但有的電源設(shè)計者，為了片面強(qiáng)調(diào)高 PF 而將濾波電容值減小，其結(jié)果是橋式整流器的 導(dǎo)通角增加，PF 增大，但橋式整流器輸出的脈動直流電壓導(dǎo)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(dǎo)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(diǎn)，不存在整流二極管導(dǎo)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(guān)系如下：

　　該電路通?？梢宰龅?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(diǎn)。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。

　　圖 10

　　它的電壓和輸入電流的波形如圖 11

　　圖 11

　　圖（12）是其測試結(jié)果，結(jié)果表明諧波含量超標(biāo)。

　　圖 12

　　圖 13

　　針對圖10電路的這一缺陷，我們可以提出一種改進(jìn)方案，即在無源 PFC 電路中，增加一個2-5 OHM/2W 的電阻與二極管 D3 串聯(lián)（見圖13），這樣可以有效地降低諧波含量，同時還能 進(jìn)一步提高PF，對于這種結(jié)構(gòu)的 LED驅(qū)動電源，是一種很有效的改良方法。