電子變壓器驅(qū)動(dòng)LED-MR16射燈電源的問題及其BP1361解決方案

概述

隨著LED技術(shù)的發(fā)展，帶來了照明界的一場(chǎng)革命。尤其是1W和3W大功率LED技術(shù)的成熟和成本的降低，LED在E27、GU10、PAR燈和MR16等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。然而，在電子變壓器驅(qū)動(dòng)的3*1W的LED-MR16應(yīng)用中，也存在一些問題。本文就電子變壓器驅(qū)動(dòng)3*1W的LED-MR16恒流驅(qū)動(dòng)電源問題進(jìn)行系統(tǒng)分析，并介紹BP1361構(gòu)成的B2（Buck-Boost）解決方案。

電子變壓器在驅(qū)動(dòng)LED時(shí)的工作問題

為了更多了解電子變壓器驅(qū)動(dòng)LED的MR16射燈，這里先介紹電子變壓器（以市場(chǎng)上買的飛利浦電子變壓器為例）的工作原理以及在驅(qū)動(dòng)MR16鹵素?zé)舻墓ぷ髑闆r。圖1為目前市場(chǎng)最為常用的電子變壓器的原理圖：

圖1 常用電子變壓器原理圖

其工作原理簡(jiǎn)單可以簡(jiǎn)述為：上電后，通過R1,R2給C3充電。當(dāng)Vc3>VDb1+VbeQ2時(shí)，Q2導(dǎo)通。此時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流Imag1從M點(diǎn)→T1→T2_a→Q2→R6→GND。Imag1很快將T2磁化至飽和，使Q2關(guān)斷。同時(shí)在退磁時(shí)打開Q1，產(chǎn)生電流Imag2從C4→Q1→R4→T2_a→T1→M點(diǎn)。之后重復(fù)以上工作。也就是說，在電路開啟后其工作是依靠T2不斷的磁化與退磁來維持，通常工作頻為25~50KHz左右。在這里需要說明的是T2的磁化是建立在一定的磁化電流（Imag）的基礎(chǔ)上的，在電路的各個(gè)參數(shù)設(shè)計(jì)完成后，磁化電流（Imag）的大小正比于輸出功率。對(duì)于鹵素?zé)敉ǔ５墓β史秶鸀?0~50W，輸出電壓通常為12Vac，其負(fù)載等效模型為一純阻。

那對(duì)于輸出負(fù)載變成LED的MR16燈杯時(shí)，電子變壓器的工作狀就發(fā)生了變化。這主要由兩個(gè)原因引起。

第一、 對(duì)于LED的MR16燈杯通常的功率只有1~3W，而原先的電子變壓器是按10~50W設(shè)計(jì)的,也就是說輸出功率只有不到原來的1/10，在半橋回路中產(chǎn)生的磁化電流Imag已經(jīng)不能使T2飽和，使電子變壓器工作在不正常狀態(tài)。

第二、 圖2為目前應(yīng)用最為廣泛的MR16燈杯中由BUCK電路構(gòu)成的LED恒流驅(qū)動(dòng)電源的原理圖。從圖中可以看出在整流橋(D1-D4)之后有一個(gè)很大的電解電容CE1（100~220uF）。對(duì)于電子變壓器來說相當(dāng)于負(fù)載由原來的純組性負(fù)載變成了一個(gè)很大的容性負(fù)載。

圖2 MR16 Buck恒流原理圖

圖3為電子變壓器輸出帶1顆3W時(shí)的輸出電壓情況。

圖3-B

圖3 變子變壓器為MR16 LED燈的供電情況

從圖3-A中可以看出電子變壓器的輸出電壓受到100Hz(50Hz經(jīng)過整流后)的調(diào)制。當(dāng)輸入電壓在過零點(diǎn)附近時(shí)輸出為零（占整個(gè)周期的1/3,約3mS），這就需要在LED恒流電源里有一個(gè)很大的電解電容(幾百uF)去給Buck電路提供足夠的能量來恒定LED的電流。