当PF=1，p_o=P_o时，输入功率p_in、输出功率p_o与ΔE的初始关系如图9-4a所示，其中ΔE为输入功率与输出功率在半个工频周期中的功率脉动差。

图9-4 输入功率p_in、输出功率p_o波形与ΔE示意图

a）p_in与p_o初始关系 b）减小p_in脉动 c）p_o脉动同步p_in

由式（9-8）知，通过减小功率脉动差ΔE的大小可以减小储能电容容值；又由式（9-6）知，可以通过减小（p_in-p_o）的值减小ΔE。因此，减小ΔE值的方式有两种：

1）如图9-4b所示，若输出功率p_o=P_o恒定不变，减小输入功率p_in的脉动大小可以减小（p_in-p_o），进而减小ΔE。

2）如图9-4c所示，若输入功率p_in保持两倍工频脉动形式不变，控制输出功率p_o的大小使其尽量同步于输入功率脉动可以减小（p_in-p_o），进而减小ΔE。

因此，基于优化控制策略去电解电容的基本思路是，通过优化控制策略减小（p_in-p_o）的值，进而实现减小ΔE，最终摆脱对电解电容的依赖。

基于上述基本思路，结合不同场合对功率等级、照明性能指标以及LED驱动电源输入功率因数等方面的要求，可以采用不同的控制策略去电解电容。

1.谐波电流注入法

为减小（p_in-p_o），可以通过减小输入功率p_in的脉动实现。基于这种思路，可以采用谐波电流注入法减小输入功率的脉动，实现去电解电容的目的。

图9-5所示为恒流输出两级AC/DC LED驱动电源框图，由前级功率因数校正电路和后级DC/DC恒流调节器组成。与传统控制方式不同的是，为了减小输入功率脉动进而减小ΔE，谐波电流注入法通过优化功率因数校正电路的控制策略，在输入电流中注入一定量谐波电流，从而实现减小电容容值。

图9-5 恒流输出两级AC/DC LED驱动电源框图(www.daowen.com)

若需要进一步减小电容容值就需要提高注入谐波的幅值，而注入谐波幅值越大，功率因数PF就越小^[4]。标准IEC100032中要求输入功率大于25W的照明设备，注入的最大三次谐波应小于0.3I^∗PF，其中I^∗为基波电流标幺值，PF为驱动电源功率因数。所以，受相关标准对照明设备的严苛规定限制，此类无电解电容LED驱动电源适用在小功率场合。

2.脉动电流驱动法

为减小（p_in-p_o），可以控制输出功率使其在输入功率的峰值处多消耗能量，在输入功率的谷值处少消耗或者不消耗能量。这样使得输出功率脉动尽量同步于输入功率的变化，从而使用长寿命的低容值电容（如薄膜电容等）取代短寿命的电解电容。基于这种思路，可以使用频率为100Hz的PWM方波电流驱动LED芯片，使得输出功率同步于输入功率的变化，从而摆脱了驱动电源对电解电容的依赖。图9-6所示为PWM方波电流驱动LED驱动电源框图。

图9-6 PWM方波电流驱动LED驱动电源框图

在实现方法上，方波电流驱动LED的电路由前级功率因数校正电路和后级DC/DC方波电流输出电路组成。这种级联形式的两级AC/DC LED驱动电源整机效率较低，并且当对LED进行深度PWM调光时，储能电容的纹波峰值电压将增高，纹波谷值电压降低。如果前级的PFC电路采用传统的Boost电路，当Boost电路的输出电压（储能电容上的电压）小于输入电压时，将会影响其正常工作，进而影响功率因数。

更值得注意的是，与恒流驱动LED不同，低频PWM方波电流驱动LED，需要全面考虑其对LED发光品质、可靠性、寿命的影响^[5-6]。同时也需要根据LED光—电—热理论，考虑低频PWM方波电流对LED光学性能（包括发光波长、发光强度、色温、发光效率、闪烁、散热等）和热性能（包括结温、热阻等）的影响，建立完善的低频PWM方波电流驱动LED的综合性能评价体系。

3.动态负载调节法

同样是为了在输入功率峰值处多消耗能量，在输入功率谷值处少消耗或者不消耗能量，可以通过动态调节负载功率大小实现。大功率LED负载一般由多串并联组成，因此可以动态调节LED负载功率去电解电容。根据输入功率的变化动态调节LED负载功率使其同步于输入功率的变化，可以减小（p_in-p_o）的值进而减小ΔE。这种方法不仅可以去电解电容，而且还可以在恒流驱动每一串LED的情况下实现功率因数校正。其实现方式如图9-7所示。

图9-7 动态调整LED负载功率去电解电容LED驱动电源框图

为方便地对LED负载进行动态功率调节，可以将LED负载分成多个模组，通过控制与每个模组相连的DC/DC恒流调节器的通与断即可控制输出功率大小。当输入功率增大，工作的LED模组就增加，输入电流也增大。

与传统Boost PFC电路工作在断续导通状态下实现功率因数校正不同，通过动态调节负载功率大小来去电解电容、实现功率因数校正，是一种充分利用LED模组特性的方法。但是此方案为了达到较高的功率因数，必须增加LED模组和DC/DC恒流调节器的数量，严重依赖LED模组数量，成本过高，所以相对适合应用在大功率场合。