在LED照明电源的设计中，存在以下设计问题：电解电容器的寿命与LED不匹配，LED闪烁的常见原因和处理，PWM调光如何影响LED的寿命以及LED的使用。 TRIAC调光可调节LED潜在的亮度问题。安森美半导体高级应用工程经理郑宗谦讨论了这些问题的原因和解决方案。

电解电容器的寿命与LED不匹配的问题

LED照明的重要考虑因素是LED驱动电路的使用寿命和LED本身应具有可比性。尽管有许多因素会影响驱动电路的可靠性，但电解电容器对整体可靠性却具有至关重要的影响。为了延长系统的使用寿命，有必要有针对性地分析应用中的电容并选择合适的电解电容器。

实际上，电解电容器的有效工作寿命在很大程度上受到环境温度的影响，而内部温度的升高是由作用在内部阻抗上的纹波电流引起的。电解电容器制造商提供的电解电容器额定寿命是基于暴露于最高额定温度的环境和最大额定纹波电流的应用而得出的。在105°C下，电容器的典型额定寿命可能为5,000小时。电容器实际承受的工作应力低于额定水平时，有效工作寿命越长。因此，一方面，选择具有长额定工作寿命并且能够承受高额定工作温度的电解电容器当然可以延长工作寿命。另一方面，根据实际应力和工作温度，仍然可以选择额定工作温度和额定寿命较低的电容器，以提供成本更低的解决方案。换句话说，在设计中考虑保持适当的应力和工作温度，可以有效地延长电解电容器的工作寿命，使其与LED寿命更加兼容。

例如，安森美半导体符合“能源之星”固态照明标准的GreenPoint参考设计选择了松下的ECA-1EM102铝电解电容器，该电容器的额定值为1000μF，25V，850mA，2,000小时和85°C。在环境温度为50°C的假设下，该电容器的使用寿命超过120,000小时。因此，尝试使LED驱动电路在合适的温度条件下工作并适当地解决散热问题可以实现LED驱动电路与LED的使用寿命之间的匹配问题。

通常，如果在LED驱动电路中必须使用电解电容器，则必须努力控制电容器的作用力和工作温度，以使电容器的工作寿命最大化，以匹配LED的寿命。另一方面，也应尽可能避免设计者使用电解电容器。

LED闪烁的常见原因和处理

通常，人眼可以感知到70 Hz频率的光闪烁，而在此频率之上，它不会感知到。因此，在LED照明应用中，如果脉冲信号的低频分量出现在70 Hz以下，则人眼会感觉到闪烁。当然，在特定应用中，有许多因素可能导致LED灯闪烁。例如，在离线低功耗LED照明应用中，常见的电源拓扑是隔离的反激拓扑。以安森美半导体符合“能源之星”固态照明标准的8W离线LED驱动器GreenPoint参考设计为例，由于反激稳压器的正弦方波功率转换不能为初级偏置提供恒定的能量，因此动态自供电（DSS）电路可能会激活并引起光闪烁。为了避免该问题，有必要使每半个周期部分地消除一次偏置。因此，需要适当地选择构成偏置电路的电容和电阻的大小。

此外，即使在提供出色功率因数校正并支持TRIAC调光的LED驱动器应用中，也需要电磁干扰（EMI）滤波器。 TRIAC阶跃引起的瞬态电流将激发EMI滤波器中电感和电容的自然谐振。如果这种谐振特性导致输入电流降至TRIAC保持电流以下，则TRIAC将关闭。短暂延迟后，TRIAC通常会再次打开，从而激发相同的共振。在输入功率波形的一个半周期内，这一系列事件可能会重复多次，导致可见的LED闪烁。为了解决这个问题，TRIAC调光的关键要求是EMI滤波器的输入电容非常低，并且该电容必须能够通过TRIAC和绕组阻抗去耦。根据该公式，如果减小调光模块中的电容，则可以增加谐振电路的电阻，原则上，可以抑制振荡并且可以恢复期望的电路操作。

PWM调光如何影响LED的寿命

LED本身的寿命很长，PWM调光不会损坏LED的预期寿命。即使PWM调光有助于减少LED产生的热量，实际上也可以帮助延长LED的预期寿命。当然，在系统设计中，有必要对LED温度进行有效检测和控制，以保证LED的可靠运行，这体现了其使用寿命长，维护成本低的优点。

　使用TRIAC调光来调节LED亮度的潜在问题

目前，TRIAC调光是市场上流行的调光方法。 TRIAC调光器最初是为白炽灯设计的，但是领先的供应商（例如安森美半导体）也推出了支持TRIAC调光的LED驱动器，这是在LED照明中提供TRIAC调光的理想选择。但是这种方法也有其局限性，例如增加电路复杂度，影响功率因数以及相对有限的调光水平。安森美半导体最近推出了用于住宅和商业LED照明应用的NCL30000 LED驱动器。该器件使用临界传导模式（CrM）反激式架构在单段拓扑中提供高于0.95的功率因数，从而消除了DC-DC（DC-DC）转换级并简化了电路。该设备即使在较低水平下也能提供极高的能效，满足各种规格和整个系统的光效率要求。此外，该器件与前沿TRIAC调光器和后沿晶体管调光器兼容。根据所使用的调光器，LED的光输出可以调整为小于2％，从而提供出色的调光性能。