前言

　　隨著LED的發(fā)展以及節(jié)能減排的國際大勢，LED燈具及光源向民用市場大規(guī)模進(jìn)軍。而作為民用光源里面最為普遍的白熾燈，歐洲已經(jīng)在2012年禁止白熾燈生產(chǎn)和銷售，美洲在2014年也禁止了40W及其以上白熾燈的生產(chǎn)和銷售。

　　中國已于2012年10月禁止了100W以上白熾燈的生產(chǎn)和銷售，同時(shí)在2014年10月1日禁止60W及以上白熾燈的生產(chǎn)和銷售，將于2016年10月1日禁止15W及以上白熾燈的生產(chǎn)和銷售。

　　在這大勢下，作為白熾燈的直接替代光源，LED球泡燈的用量將得到巨大的提升。其品質(zhì)也會(huì)參差不齊。作為LED球泡燈內(nèi)部不可或缺的驅(qū)動(dòng)電源，其品質(zhì)很大程度上決定了一個(gè)球泡燈的安全與否及品質(zhì)好壞。

　　驅(qū)動(dòng)電源基本分為非隔離驅(qū)動(dòng)及隔離驅(qū)動(dòng)兩大類：

　　一、非隔離驅(qū)動(dòng)

　　非隔離驅(qū)動(dòng)(non­-isolated power)是指在輸入端和負(fù)載端之間沒有通過變壓器進(jìn)行電氣隔離，而又直接連接，輸入端和負(fù)載端共地，因此觸摸負(fù)載就有觸電的危險(xiǎn)。

　　目前用得最多的是非隔離直接降壓型驅(qū)動(dòng)。也就是把交流電整流以后得到直流高壓，然后就直接用降壓(Buck)電路進(jìn)行降壓和恒流控制，非隔離驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是成本低、簡單、體積小、效率高。

　　當(dāng)非隔離驅(qū)動(dòng)應(yīng)用于球泡燈時(shí)，使用鋁材(金屬)外殼無法做到安全性的標(biāo)準(zhǔn)(輸入對(duì)外殼要求耐壓4KV)，故而外殼必須采用絕緣材料加工，通常有塑料、導(dǎo)熱塑料、塑包鋁等形式來實(shí)現(xiàn)。然而采用導(dǎo)熱塑料或者塑包鋁的形式又使得LED球泡燈的成本增加，采用塑料加工成的外殼又無法有效的散熱。

　　在這樣一個(gè)LED競爭激烈的大環(huán)境下，很大一部分商家為了追求利潤及銷售額，無視安全因素制造大量非隔離金屬外殼的球泡燈，又或無視產(chǎn)品品質(zhì)制造大量塑殼球泡燈，同時(shí)燈具的功率往往虛標(biāo)30%以上。

　　目前球泡燈上應(yīng)用最多的幾種非隔離驅(qū)動(dòng)如下：

　　1.電阻限流式

　　如圖1.1：電阻限流式驅(qū)動(dòng)，僅采用一個(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，通過限流電阻來限定LED的平均電流。

　　該驅(qū)動(dòng)方式在電壓未達(dá)到LED模塊(由多個(gè)LED串聯(lián)構(gòu)成)開啟電壓前，LED不發(fā)光;電壓超過LED模塊的開啟電壓后，通過LED的電流逐漸增加，表現(xiàn)形式為I=(U-Uon)/R，經(jīng)過LED的電流會(huì)隨著電壓的變化而變化。

　　如圖1.2所示(綠線表示橋堆輸出端電壓，紅線表示LED電流，藍(lán)線表示電阻R上的電壓)，LED電流有間斷(頻率為100Hz)，LED電流存在的時(shí)候也有大小變化，故而表現(xiàn)為頻率為100Hz的頻閃現(xiàn)象。

　　如圖1.2所示，LED模組串聯(lián)個(gè)數(shù)較多(即開啟電壓需求較高)、限流電阻較小時(shí)，LED電流斷續(xù)時(shí)間長，頻閃效果明顯，但是電阻上消耗的能量較小(紅線電流與藍(lán)線電壓的積分)，即效率相對(duì)較高。

　　如圖1.3所示，LED模組串聯(lián)個(gè)數(shù)較少(即開啟電壓需求較低)、限流電阻較大時(shí)，LED電流斷續(xù)時(shí)間短，頻閃效果較不明顯，但是電阻上消耗的能量較大，效率相對(duì)很低。

　　電阻限流式非隔離驅(qū)動(dòng)，在電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定時(shí)，球泡燈的功率變化為ΔP=ΔU2/R，因此功率極其不穩(wěn)定，造成照明亮度變化明顯，而且功率隨著電壓波動(dòng)的平方變化，使得燈具非常容易長時(shí)間在超過標(biāo)準(zhǔn)溫度下工作，壽命減短。

　　該驅(qū)動(dòng)方案由于負(fù)載主要呈現(xiàn)為阻態(tài)，電壓過零的時(shí)候不存在電流，故而功率因數(shù)較高接近1，不過由于限流電阻的存在其效率很差通常只有30%~65%的效率，但是由于該方案成本非常低廉，導(dǎo)致很多生產(chǎn)商生產(chǎn)該類產(chǎn)品，LED球泡燈的品質(zhì)很難得到保證，其安全性也難以得到保證。

　　2.恒流二極管限流

　　如圖2.1：恒流二極管驅(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，通過恒流二極管來限定LED的電流。

　　該驅(qū)動(dòng)方式在電壓未達(dá)到LED模塊(由多個(gè)LED串聯(lián)構(gòu)成)開啟電壓前，LED不發(fā)光;電壓超過LED模塊的開啟電壓后，通過LED的電流由恒流二極管限定，表現(xiàn)為恒定電流狀態(tài)。橋堆后面的電容是平衡效率及功率因數(shù)用的。

　　不加橋堆后的電解電容，如圖2.2所示(綠線表示橋堆輸出端電壓，紅線表示LED電流，藍(lán)線表示恒流二極管CCD上的電壓)，LED電流有間斷(頻率為100Hz)，但是LED電流存在的時(shí)候表現(xiàn)為恒流狀態(tài)，故而表現(xiàn)為頻率為100Hz的現(xiàn)象。

　　同樣，由于恒流二極管限定了通過的電流，其兩端必定會(huì)承載超出LED工作電壓的那部分電壓，因此效率較低，通常在70%左右，但是其電流基本跟隨電壓波形，功率因數(shù)較高，可較容易做到0.9以上。

　　加上橋堆后的電解電容，如圖2.3所示，LED電流連續(xù)且恒定，因此在電容量足夠大的前提下該驅(qū)動(dòng)方案就表現(xiàn)為無頻閃，而且，由于電解電容將橋堆后的電壓波動(dòng)降低了，因此LED模組的電壓的設(shè)定可以充分的接近橋堆后輸出電壓，使得恒流二極管不用承載過多的電壓，提高驅(qū)動(dòng)效率，通?？商嵘?5%左右，但是其電流恒定，在輸入電壓過零的時(shí)候?qū)е麓罅康臒o功功率產(chǎn)生，功率因數(shù)較低，一般只有0.5~0.6。

　　恒流二極管實(shí)現(xiàn)的非隔離驅(qū)動(dòng)，在電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定時(shí)，球泡燈的功率變化為ΔP=ΔU*I，因此功率浮動(dòng)與電壓波動(dòng)成正比，但是燈具照明效果相對(duì)穩(wěn)定，但是由于恒流二極管的價(jià)格始終較高，而且其電流驅(qū)動(dòng)能力只有幾十毫安，故而無法得到推廣應(yīng)用。