LED球泡燈驅(qū)動(dòng)分析

根據(jù)電壓的變化對(duì)電流稍作調(diào)整，使得整燈的功率維持不變，燈具的壽命充分得到保證，而且燈具亮度變化也不會(huì)超過(guò)10%，肉眼幾乎無(wú)法辨別。由于其成本相對(duì)阻容方案要高，而且設(shè)計(jì)電路要求較高，通用性小，故而在市面上的球泡燈應(yīng)用中較為少見(jiàn)。

　　5.恒流芯片buck（NPFC）

　　圖5.1

　　如圖5.1：降壓型恒流驅(qū)動(dòng)，采用一個(gè)橋堆，將50Hz的正弦波交流電變化為100Hz的半正弦波脈動(dòng)直流電，通過(guò)橋堆后的電解電容將脈動(dòng)電壓變換為振幅較小的直流電壓。通過(guò)采樣電阻來(lái)高頻驅(qū)動(dòng)恒流芯片內(nèi)部的MOS，達(dá)到控制電流的目的，電流值不受輸入電壓波動(dòng)而影響，恒流芯片的內(nèi)部MOS的開(kāi)關(guān)頻率通常在幾十至幾百赫茲。

　　當(dāng)橋堆后的電解電容足夠大時(shí)，只需保證輸出端LED模塊的工作電壓小于電解電容輸出端波谷的電壓值時(shí)，可以完全消除100Hz的頻閃；而芯片內(nèi)部的高頻開(kāi)關(guān)由于其頻率較高，外加LED模塊并聯(lián)的濾波電容及電感，使得頻閃效應(yīng)得到解決。當(dāng)然，如果橋堆后面的電容較小時(shí)，LED的工作電壓大于電容后端輸出電壓，則100Hz頻閃依舊存在，其振幅與LED模塊的工作電壓和電容后端輸出電壓的波谷的差值有關(guān)，差值越大，振幅越大，頻閃效果越明顯。

　　由于大電容及后端開(kāi)頻的存在，該電路功率因數(shù)往往只有0.5左右，但是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高達(dá)90%以上，恒流精度更是在5%甚至3%以內(nèi)，負(fù)載調(diào)整率也較高，因此大部分追求品質(zhì)的LED球泡燈生產(chǎn)商選用改方案。

　　也有不少商家為了節(jié)約恒流芯片的成本，在恒流芯片處通過(guò)采用被動(dòng)元器件（二極管，三極管，MOS）來(lái)控制恒流，通常這樣的方案在恒流精度以及開(kāi)路保護(hù)，短路保護(hù)方面做得就不夠好。

　　6.恒流芯片buck（填谷）

　　圖6.1

　　如圖6.1：由于降壓型恒流驅(qū)動(dòng)廣受好評(píng)，但是收到超過(guò)5W的照明燈具及光源的功率因數(shù)要求>0.7這個(gè)規(guī)范的約束，技術(shù)人員在降壓型恒流驅(qū)動(dòng)的整流橋和整流電容之間設(shè)計(jì)了由3個(gè)二極管2個(gè)電容組成的3D2C式填谷電路，通過(guò)2個(gè)電容串聯(lián)方式充電及并聯(lián)方式放電的形式，提升功率因數(shù)，功率因數(shù)可提升至0.8~0.9，使得降壓型恒流驅(qū)動(dòng)也滿足LED球泡燈在功率因數(shù)方面的要求。當(dāng)然成本會(huì)有一定程度的提升，電源體積也會(huì)相應(yīng)變大。

　　7.恒流芯片buck（APFC）

　　圖7.1

　　如圖7.1：APFC恒流驅(qū)動(dòng)，通過(guò)芯片上檢測(cè)輸入電壓波形的引腳（此處是LN）控制輸出電流的波形，使其接近半正弦波，即當(dāng)輸入電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)，MOS關(guān)斷，使輸入電流也變零，從而使得電流的包絡(luò)波形接近半正弦波，從而提升功率因數(shù)，功率因數(shù)通?？蛇_(dá)0.95及以上；在輸入電壓不處于過(guò)零狀態(tài)下，恒流芯片根據(jù)FB引腳出的反饋電壓進(jìn)行高頻開(kāi)關(guān)動(dòng)作，控制輸出電流，達(dá)到恒流的目的。

　　由于其輸入電流呈現(xiàn)半正弦波，導(dǎo)致其輸出電流也有100Hz的波動(dòng)，當(dāng)然其振幅由于輸出端濾波電容及電感的存在，會(huì)小很多，但是存在100Hz的頻閃是不爭(zhēng)的實(shí)事；當(dāng)然適當(dāng)?shù)募哟鬄V波電容會(huì)使得輸出電流紋波變小，改善頻閃效果。

　　二、隔離驅(qū)動(dòng)

　　隔離驅(qū)動(dòng)（isolated power）是指在輸入端和負(fù)載端之間通過(guò)隔離變壓器進(jìn)行電氣隔離，使輸出端無(wú)法直接接觸高壓。因此觸摸負(fù)載就沒(méi)有觸電的危險(xiǎn)，隔離驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是安全。

　　當(dāng)隔離驅(qū)動(dòng)應(yīng)用于球泡燈時(shí)，其外殼可通過(guò)金屬、塑料、導(dǎo)熱塑料、塑包鋁等多種形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們所要克服的就是隔離驅(qū)動(dòng)所帶來(lái)的體積大，效率較低，成本較高等缺點(diǎn)。

　　因此在整個(gè)LED球泡燈市場(chǎng)上，隔離電源使用的較少。

　　也有不少生產(chǎn)商對(duì)隔離驅(qū)動(dòng)理解的不夠透徹，以為使用了隔離變壓器將輸入與輸出分隔開(kāi)就可以了，而忽略了爬電距離及電氣間隙等，這樣的方案完全不能算作隔離驅(qū)動(dòng)。

　　1.單級(jí)恒流（NPFC）

　　圖8.1

　　LED球泡燈上應(yīng)用的隔離單級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)單的說(shuō)，與非隔離降壓型恒流驅(qū)動(dòng)主要差異體現(xiàn)在能量依靠隔離變壓器，在原邊將電能轉(zhuǎn)換為磁，又在副邊將磁再次轉(zhuǎn)化為電能，在提升安全性的同時(shí)，轉(zhuǎn)化效率降低了。其效率通常只有80%~85%。

　　該驅(qū)動(dòng)方式的功率因數(shù)由于沒(méi)有進(jìn)行校正，大約為0.5，當(dāng)然也可以在橋堆后面設(shè)計(jì)3D2C的填谷電路，將功率因數(shù)提升至0.8~0.9。

　　2.單級(jí)恒流（APFC）

　　圖9.1

　　LED球泡燈上應(yīng)用的隔離APFC單級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)，與非隔離APFC恒流驅(qū)動(dòng)主要差異也是體現(xiàn)在能量依靠隔離變壓器，在原邊將電能轉(zhuǎn)換為磁，又在副邊將磁再次轉(zhuǎn)化為電能，在提升安全性的同時(shí)，轉(zhuǎn)化效率降低了，其效率通常只有80%~85%。同樣不可避免的產(chǎn)生100Hz的頻閃，其頻閃深度可通過(guò)輸出端的濾波電容控制。

　　3.二級(jí)恒流（PFC）

　　圖10.1

　　二級(jí)恒流隔離驅(qū)動(dòng)，在變壓器原邊通過(guò)APFC芯片U1將驅(qū)動(dòng)的功率因數(shù)提高，然后通過(guò)變壓器將電能傳遞到副邊，副邊的恒流芯片U2將輸出電流變化為恒流電流，其芯片工作頻率大多處于幾十K到幾百K赫茲的范圍。

　　該方式驅(qū)動(dòng)，功率因數(shù)一般都在0.95以上，而且無(wú)100Hz的頻閃。但是由于其線路復(fù)雜，成本較高，效率通常也只有80%~85%。

　　幾乎沒(méi)有球泡燈驅(qū)動(dòng)應(yīng)用到這種驅(qū)動(dòng)方式。