5W可調光帶功率因數校正的LED驅動器設計

一、電路特點描述

　　RD-251在12 V和18 V的LED燈串電壓下可提供350 mA單路恒流輸出。使用標準的AC市電可控硅調光器可將輸出電流降低至1% (3 mA)，這不會造成LED負載性能不穩(wěn)或發(fā)生閃爍。該電路可同時兼容低成本的前沿調光器和更復雜的后沿調光器。

　　該電路用于在通用AC輸入電壓范圍內(85 VAC至265 VAC，47 Hz至63 Hz)進行工作，但在0 VAC至300 VAC的輸入電壓范圍內也不會造成損壞。這樣可以提升現場應用可靠性，延長在線電壓跌落和浪涌條件下的使用壽命?；贚inkSwitch-PL的設計可提供高功率因數(>0.9)，有助于滿足所有現行國際標準的要求，可使單個設計全球通用。

　　該電源所選用的外形可滿足標準梨形(A19) LED替換燈的要求。輸出采用非隔離式，要求外殼的機械設計能夠將電源輸出和LED負載與用戶隔離。

　　二、電路原理圖

　　電路圖(去除突出顯示的結構框即可用于非調光應用)

　　注釋：C1、R22及C12未裝配。

　　對于非調光應用，可去除有源衰減電路和泄放電路，以便檢測到以下元件： Q3、R20、R3、R4、R10、R11、C6及C3。 將R7、R8及R20替換為0歐電阻。

　　對于僅高壓應用，要想匹配如REV 300 W這樣的高漏感調光器， 可微調Busch 2250 (600 W)或下列類似元件。將F1替換為47/ 2W可熔電阻，將R7和R8替換為20，將C6替換為220 nF，將R10和R11替換為最小值510 /0.5 W，將C3替換為150nF，并將R16替換為1k/0.25 W。

　　三、電路原理分析

　　本電路為非隔離式、非連續(xù)導通模式反激轉換器電路，以350 mA的輸出電流為電壓為12V到18 V的LED燈串提供驅動。驅動器完全能夠在寬輸入電壓范圍內工作，并提供高功率因數。本電路可同時滿足輸入浪涌和EMI要求，其元件數較少，能夠使電路板尺寸滿足LED燈泡替換應用的要求。

　　3.1調光性能電路設計指南

　　對于使用低成本的可控硅前沿相控調光器提供輸出調光的要求，我們需要在設計時進行全面的權衡。由于LED照明的功耗非常低，整燈吸收的電流通常要小于調光器內可控硅的維持電流。這樣會產生調光范圍受限和/或閃爍等不良情況。由于LED驅動器的阻抗相對較大，因此在可控硅導通時，會產生很嚴重的振蕩。在可控硅導通的一瞬間，一股非常大的浪涌電流會流入驅動器的輸入電容，從而激發(fā)線路電感并造成電流振蕩。這同樣會造成類似不良情況，因為振蕩會使可控硅電流降至零并關斷，同時造成LED燈閃爍。

　　為克服這些問題，電路中采用了兩個電路功能塊–一個有源衰減電路和一個泄放電路。這些電路功能塊的缺點是會增大功耗，進而降低電源的效率。

　　在本設計中衰減電路和泄放電路的取值能夠使一個電路板與的絕大多數調光器(600 W以

　　下的調光器并包括低成本前沿可控硅調光器)在整個輸入電壓范圍內正常工作。這一設計可實現在高壓輸入時將一個燈連接一個調光器來實現無閃爍照明。

　　一個燈在高壓下工作會導致最小輸出電流和最大浪涌電流(可控硅導通時)，這代表最差情況。因此，主動衰減電路和泄放電路的作用非常明顯：泄放電路可降低阻抗，衰減電路可提高阻抗。但這會增加功耗，進而降低驅動器的效率和整個系統(tǒng)的效能。

　　要求將多個燈連接到一個調光器以便正常工作會降低泄放電路所需的電流，此時可增大R10和R11的值并減小C6的值。

　　如果使燈具僅在低壓(85 VAC至132 VAC)下工作時，可在前沿可控硅調光器導通時出現的峰值電流大幅降低時降低R7和R8的值。

　　這兩種更改都會降低散耗和提高效率。

　　對于非調光應用，可直接省去這些元件，用跳線替代R7和R8，從而提高效率，但不會改變其他性能特性。