引言

　　LED以其高效、節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)成為了第四代綠色光源。LED驅(qū)動(dòng)電源直接決定LED燈的可靠性與壽命，是LED照明發(fā)展的推動(dòng)力。

　　由于LED具有非線性和溫度敏感的特性，其驅(qū)動(dòng)必須采用恒流驅(qū)動(dòng)，同時(shí)為了節(jié)電，且減少對(duì)電網(wǎng)供電質(zhì)量的影響，其驅(qū)動(dòng)電路還必須具有高效率、高功率因數(shù)、低成本等性能。本文設(shè)計(jì)了一種單級(jí)PFC反激式LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，可以很好地滿足以上要求。

　　單級(jí)PFC反激式電源是目前研究的熱點(diǎn)，它因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、低成本、可多路輸出等優(yōu)點(diǎn)而被認(rèn)為是較理想的LED驅(qū)動(dòng)電源。文獻(xiàn)提出了一種單級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電源，它采用電流連續(xù)模式( Continuous Conduction Mode，CCM) 的反激變換器拓?fù)洹CM基于乘法器控制技術(shù)，使得輸出電壓和輸入電流紋波都較小。但需要進(jìn)行雙環(huán)控制，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜; 開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)不是零電流導(dǎo)通，導(dǎo)致開關(guān)管開關(guān)損耗較大，以至于電源的工作效率有所降低; 且二極管也存在反向恢復(fù)問(wèn)題。但變換器工作頻率固定，總諧波失真小，且di /dt小，因此EMI濾波器易于設(shè)計(jì)。文獻(xiàn)提出的反激式變化器采用電流斷續(xù)模式( Discontinuous Conduction Mode，DCM) 。DCM因輸入峰值電流可自動(dòng)隨輸入電壓變化，單環(huán)控制即可滿足要求; 且二極管不存在反向恢復(fù)問(wèn)題。但如果輸出功率相同，就會(huì)出現(xiàn)輸入電流、輸出電壓的紋波較大，開關(guān)管關(guān)斷損耗和二極管導(dǎo)通損耗，以及器件的電流應(yīng)力都較大，轉(zhuǎn)化效率低。臨界導(dǎo)通模式( Boundary Conduction Mode，BCM) 在性能和成本之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)。與DCM相比，BCM 的器件應(yīng)力小，效率高。而與CCM相比，BCM中MOS管軟啟動(dòng)，不存在二極管的反向恢復(fù)問(wèn)題，控制電路簡(jiǎn)單，且成本低。同時(shí)在深度DCM時(shí)，避免了電流峰值過(guò)大的缺點(diǎn)。

　　本文以電流臨界導(dǎo)通模式PFC控制芯片APl661為核心搭建了一種單級(jí)PFC反激式LED 恒流驅(qū)動(dòng)電路，在本文的第二節(jié)和第三節(jié)以此電路為例分別分析了其設(shè)計(jì)思路與其工作原理，最后制作了一臺(tái)輸入交流電壓85V～264V，輸出功率40W的LED恒流驅(qū)動(dòng)電源樣機(jī)，第四節(jié)分析其試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果表明該電源能夠能實(shí)現(xiàn)低成本，高功率因數(shù)和高效率等特性。

　　1 設(shè)計(jì)思想

　　功率因數(shù)校正方法常用的主要有無(wú)源功率因數(shù)校正和有源功率因數(shù)校正兩大類。有源功率因數(shù)校正電路( APFC) 具有以下優(yōu)勢(shì): 高達(dá)0.90～0.99的功率因數(shù); 總諧波畸變率低; 在寬范圍AC88～265V或者寬頻帶，這樣的輸入條件下APFC電路仍能工作; 一般情況下輸出電壓保持穩(wěn)定; 小而輕等。目前，有源功率因數(shù)校正電路最常采用Boost轉(zhuǎn)換器，這種轉(zhuǎn)換器的的輸出電壓一般在390 V左右，此值與輸入電壓的峰值比較，高出了輸入電壓峰值。因此在輸出電壓較低時(shí)，單級(jí)PFC反激式開關(guān)電源可滿足安全實(shí)現(xiàn)低壓輸出的要求。本設(shè)計(jì)在上節(jié)的研究分析的基礎(chǔ)上，兼顧LED驅(qū)動(dòng)電源的特點(diǎn)，最后本設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換器選用了臨界導(dǎo)通模式的高功率因數(shù)轉(zhuǎn)換器，既實(shí)現(xiàn)了有源功率因數(shù)校正，又滿足了高低壓電氣隔離的要求，同時(shí)也有效的保障了電源的安全性。本設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)原理框架圖如圖1所示。