1 LED驅(qū)動(dòng)電源的具體要求

　　對(duì)于市電交流輸入電源驅(qū)動(dòng),，隔離輸出是基于安全規(guī)范的要求,。LED驅(qū)動(dòng)電源的效率越高，則越能發(fā)揮LED高光效,，節(jié)能的優(yōu)勢(shì),。同時(shí)高開(kāi)關(guān)工作頻率,，高效率使得整個(gè)LED驅(qū)動(dòng)電源容易安裝在設(shè)計(jì)緊湊的LED燈具中。高恒流精度保證了大批量使用LED照明時(shí)的亮度和光色一致性,。

　　2 10W以下功率LED燈應(yīng)用方案

　　目前10W以下功率LED應(yīng)用廣泛,，眾多一體式產(chǎn)品面世，即LED驅(qū)動(dòng)電源與LED燈整合在一個(gè)燈具中,，方便了用戶直接使用,。典型的燈具規(guī)格有GU10、E27,、PAR30等,。

　　針對(duì)這一應(yīng)用，我們?cè)O(shè)計(jì)了如下方案（見(jiàn)圖1）

圖1 基于AP3766的LED驅(qū)動(dòng)電路原理圖

　　該方案特點(diǎn)如下：

　　1. 基于最新的LED專用驅(qū)動(dòng)芯片AP3766,，采用原邊控制方式,，無(wú)須光耦和副邊電流控制電路，實(shí)現(xiàn)隔離恒流輸出,，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,。通過(guò)電阻R5檢測(cè)原邊電流，控制原邊電流峰值恒定,，同時(shí)控制開(kāi)關(guān)占空比，保持輸出二極管D1的導(dǎo)通時(shí)間和整個(gè)開(kāi)關(guān)周期時(shí)間比例恒定,，實(shí)現(xiàn)了輸出電流的恒定,。

　　2. AP3766采用專有的“亞微安啟動(dòng)電流”技術(shù)，僅需0.6μA的啟動(dòng)電流,，因此降低了啟動(dòng)電阻R1和R2上的功耗,，提
高了系統(tǒng)效率。典型5W應(yīng)用效率大于80%,，空載功耗小于30mW,。

　　3. AP3766采用恒流收緊技術(shù)實(shí)現(xiàn)垂直的恒流特性，恒流精度高,。

　　4. 電路元件數(shù)量少,，AP3766采用SOT-23-5封裝，體積小,，整個(gè)電路可以安裝在常用規(guī)格燈杯中,。

　　5. 安全可靠，隔離輸出,，具有輸出開(kāi)路保護(hù),、過(guò)壓保護(hù)及短路保護(hù)功能。

　　6. 功率開(kāi)關(guān)管采用三極管,，省去了高壓場(chǎng)效應(yīng)管,，系統(tǒng)成本低,。

　　圖2為該方案的5W應(yīng)用電路樣機(jī)實(shí)物照片。圖3是基于AP3766的5W LED驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)物照片,。圖4為基于AP3766的5W LED驅(qū)動(dòng)電路滿載效率隨交流輸入電壓變化曲線,。圖5為基于AP3766的5W LED驅(qū)動(dòng)電路滿載輸出IV特性曲線。

　　3 10～60W功率LED路燈,、LED直管燈應(yīng)用方案

　　IEC國(guó)際電工委員會(huì)對(duì)照明燈具提出明確的諧波要求,，即IEC61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)。因此對(duì)于較大功率LED照明應(yīng)用,，采用功率因數(shù)校正（PFC）控制技術(shù)成為必需,。對(duì)于60W以下應(yīng)用，有高性價(jià)比單級(jí)PFC控制方案,，該方案電路原理圖如圖6所示,。

圖6 基于AP166+AP4313的LED驅(qū)動(dòng)電路原理圖

　　該方案特點(diǎn)有：

　　1 單級(jí)PFC方案，只用一級(jí)反激式電路拓?fù)?，同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正和隔離恒流輸出,。元件數(shù)量少、體積小,、性價(jià)比高,。

　　2 高功率因數(shù)，采用有源功率因數(shù)校正控制芯片AP1661,，功率因數(shù)PF>0.9,，滿足IEC61000-3-2諧波標(biāo)準(zhǔn)。

　　3 采用副邊恒壓恒流控制芯片AP4313,，恒流精度高,，輸出電流誤差<3%。

　　4 高效率,，滿載效率高達(dá)90%,。

　　5 安全可靠，隔離輸出,，具有輸出開(kāi)路保護(hù),，過(guò)壓保護(hù)及短路保護(hù)功能。

　　AP1661是一款工作于臨界導(dǎo)通模式下的有源功率因數(shù)校正控制芯片,，可廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源,、LED驅(qū)動(dòng)和電子鎮(zhèn)流器的預(yù)調(diào)整變換器控制。該芯片內(nèi)部包括1個(gè)啟動(dòng)定時(shí)器可滿足待機(jī)應(yīng)用要求,，1個(gè)能實(shí)現(xiàn)接近于1的功率因數(shù)的單象限乘法器和1個(gè)零電流檢測(cè)模塊確保臨界斷續(xù)方式工作,。AP1661的圖騰柱驅(qū)動(dòng)輸出能夠?yàn)橥獠縈OSFET或IGBT提供最大600mA驅(qū)動(dòng)電流和800mA關(guān)斷電流能力。采用了先進(jìn)的雙極型互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造工藝，具有低啟動(dòng)電流,，低工作電流和低功耗的特點(diǎn),。AP1661同時(shí)具有完善的保護(hù)功能，包括過(guò)壓保護(hù),、帶有滯后的輸入欠壓鎖定和乘法器輸出嵌位以限制開(kāi)關(guān)最大峰值電流,。圖7為該方案60W應(yīng)用電路樣機(jī)實(shí)物照片。圖8為應(yīng)用該方案LED直管燈實(shí)物照片,。

　　4 60～150W大功率LED路燈應(yīng)用方案

　　在戶外照明部分,，中國(guó)每年路燈市場(chǎng)需求量都在2000萬(wàn)盞以上，中國(guó)城市改造,、城鎮(zhèn)建設(shè),、住宅建設(shè)及道路建設(shè)對(duì)于大功率、高亮度,、節(jié)能的LED路燈產(chǎn)品的市場(chǎng)需求是極其龐大的,。

　　在更大功率應(yīng)用條件下，單級(jí)PFC電路難以同時(shí)兼顧PFC預(yù)調(diào)整和反激電路輸出恒流調(diào)整性能,，這時(shí)需要采用兩級(jí)電路架構(gòu)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),。因此，有新推出的PFC+PWM 兩級(jí)架構(gòu)電路拓?fù)浞桨?，該方案電路原理圖如圖9所示,。

圖9 基于AP1661+AP3102的LED驅(qū)動(dòng)電路原理圖

　　該電路采用Boost PFC+Flyback兩級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，控制芯片采用PFC控制芯片AP1661,，PWM控制芯片AP3102和副邊恒流控制芯片AP4310,。該電路方案優(yōu)點(diǎn)是輸入/輸出電容小，輸出紋波小,，隔離輸出，功率因數(shù)高,，電流精度控制在2%以內(nèi),，可靠性高。圖10為該方案的90W應(yīng)用電路樣機(jī)實(shí)物照片,。圖11為應(yīng)用該方案大功率LED路燈燈具照片,。

圖11　大功率LED路燈燈具照片

圖12 90W LED電源滿載效率曲線