如何减少LED输出波纹？

现在大街上随吃可见的LED显示屏，还有装饰用的LED彩灯以及LED车灯，处处可见LED灯的身影，LED已经融入到生活中的每一个角落。在采用LED技术的生产的产品中，或多或少的会有输出波纹的产生，这种不利于产品的最终效率，因此需要设计者在产品生产过程中对其进行抑制，本文就将为大家介绍能够减少LED输出波纹的方法，并进行讲解。

输出波纹其实并不难理解，其是指在直流电源输出的过程中叠加在直流稳定量上的交流分量。从示波器的角度来看，会看到电压上下轻微波动，就像水纹一样，所以叫做纹波。通常抑制或减少它的做法有如下几种：

加大电感和输出电容滤波

根据LED驱动电源的公式，电感内电流波动大小和电感值成反比，输出纹波和输出电容值成反比。所以加大电感值和输出电容值可以减小纹波。

图1

输出纹波与输出电容的关系：vripple=Imax/(Co×f)。可以看出，加大输出电容值可以减小纹波。

通常的做法，对于输出电容，使用铝电解电容以达到大容量的目的。但是电解电容在抑制高频噪声方面效果不是很好，而且ESR也比较大，所以会在它旁边并联一个陶瓷电容，来弥补铝电解电容的不足。同时，LED驱动电源工作时，输入端的电压Vin不变，但是电流是随开关变化的。这时输入电源不会很好地提供电流，通常在靠近电流输入端(以BucK型为例，是SWITcH附近)，并联电容来提供电流。

再加一级LC滤波器

LC滤波器对噪纹波的抑制作用比较明显，根据要除去的纹波频率选择合适的电感电容构成滤波电路，一般能够很好的减小纹波。但是，这种情况下需要考虑反馈比较电压的采样点。

图2

采样点选在LC滤波器之前(Pa)，输出电压会降低。因为任何电感都有一个直流电阻，当有电流输出时，在电感上会有压降产生，导致电源的输出电压降低。而且这个压降是随输出电流变化的。

LED驱动电源输出之后接LDO滤波

这是减少纹波和噪声最有效的办法，输出电压恒定，不需要改变原有的反馈系统，但也是成本最高，功耗最高的办法。任何一款LDO都有一项指标：噪音抑制比。经过LDO之后，纹波一般在10mV以下。

在二极管上并电容C或RC

图3

二极管高速导通截止时，要考虑寄生参数。在二极管反向恢复期间，等效电感和等效电容成为一个RC振荡器，产生高频振荡。为了抑制这种高频振荡，需在二极管两端并联电容C或RC缓冲网络。电阻一般取10Ω-100Ω，电容取4.7pf-2.2nf.在二极管上并联的电容C或者RC，其取值要经过反复试验才能确定。如果选用不当，反而会造成更严重的振荡。

二极管后接电感(EMI滤波)

这也是常用的抑制高频噪声的方法。针对产生噪声的频率，选择合适的电感元件，同样能够有效地抑制噪声。需要注意的是，电感的额定电流要满足实际的要求。通过以上的介绍，相信大家对于这几张种LED设计中输出波纹的抑制方法已经有了自己的认识。这几种方法最然不是最全面的，可对于目前一般的设计需求已经足够。在噪声抑制方面，设计者最重要的就是要从自我的角度出发，从体积、成本等方面来寻找合适的方法。

以上是关于LED设计中，减小输出纹波的一些常用办法，虽然可能不太全，但对一般的应用已经足够了。关于噪声抑制，实际中并不一定全部应用，重要的是根据自己的设计要求，比如产品体积，成本，开发周期等，选择合适的方法。现在的LED灯或许会有一些问题，但是我们相信随着科学技术的快速发展，在我们科研人员的努力下，这些问题终将呗解决，未来的LED一定是高效率，高质量的。