LED 电源总谐波失真(THD)分析及对策
1.总谐波失真 THD 与功率因数 PF 的关系
市面上很多的 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。
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:
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
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
根据功率因数 PF 的定义,功率因数 PF 是指交流输入的有功功率 P 与输
入视在功率 S 之比值,即
其中, 为输入电源电压; U cosΦ1 叫相移因数, 它反映了基波电流 i1
与电压 u 的相位关系, Φ1 是基波相移角;输入基波电流有效值 I1 与输
入总电流有效值 Irms 的百分比即 K=I1 / Irms 叫输入电流失真系数。上式表
明,在 LED 驱动电源等非线性的开关电源电路中,功率 因数 PF 不仅与基
波电流 i1 电压 u 之间的相位有关,而且还与输入电流失真系数 K 有关。
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