引言

在全球能源短缺、環(huán)保要求不斷提高的背景下，世界各國大力發(fā)展綠色節(jié)能照明，LED照明作為一種革命性的節(jié)能照明技術，正在飛速發(fā)展。然而，LED 驅動電源的要求也在不斷提高。高效率，高功率因數(shù)，高電流控制精度，高可靠性，安全隔離，符合EMI標準，體積小，成本低等成為LED驅動電源的關鍵評價指標。

LED驅動電源的具體要求

LED是低壓發(fā)光器件，具有長壽命，高光效，安全環(huán)保，方便使用等優(yōu)點。對于交流市電輸入電源驅動，隔離輸出是基于安全規(guī)范的要求。LED驅動電源的效率越高，則越能發(fā)揮LED高光效，節(jié)能的優(yōu)勢。同時高開關工作頻率，高效率使得整個LED驅動電源容易安裝在設計緊湊的LED燈具中。高恒流精度保證了大批量使用LED照明時的亮度和光色一致性。IEC國際電工委員會對照明燈具提出了明確的諧波要求，即IEC61000-3-2標準。同時，最新的能源之星(Energy Star)標準提出對于大于5W的LED照明產(chǎn)品，要求功率因數(shù)指標，即PF，必須大于0.7。

BCD半導體制造有限公司(簡稱BCD Semi)專注于電源管理集成電路產(chǎn)品的設計研發(fā)、工藝制造和銷售。針對LED驅動電源的特殊要求，BCD公司推出了一系列高性價比的覆蓋中小功率應用解決方案。

AP3766簡介

AP3766是BCD公司最新推出的LED專用驅動控制芯片，采用原邊調整控制(PSR)技術實現(xiàn)高精度的恒壓/恒流(CV/CC)輸出，省去了副邊光耦及恒壓恒流控制電路，也不需要環(huán)路補償電路實現(xiàn)了電路的穩(wěn)定控制，并且采用SOT-23-6 小體積封裝，顯著縮小系統(tǒng)體積，降低了系統(tǒng)成本。AP3766具有“亞微安啟動電流”專利技術，降低了系統(tǒng)功耗，提升了效率。能夠使得效率大于80%，空載功耗小于30mW。 AP3766內置外部元件溫度變化補償及恒流CC收緊技術實現(xiàn)垂直的CC特性，保證了量產(chǎn)情況下±5%的輸出恒流精度。同時，AP3766內置軟啟動，過壓保護，短路保護功能，提高了系統(tǒng)可靠性。

AP3766具有很強的系統(tǒng)適應性，能夠搭配無源PFC逐流式電路，輸出圖騰柱驅動電路等外圍線路滿足高功率因數(shù)要求和更大功率輸出。因此，AP3766不僅可以應用于GU10射燈,E27泡燈，也可以應用于PAR燈，直管燈等。

圖1為AP3766的管腳圖。

圖1. AP3766的管腳圖

3W GU10 LED燈杯方案

目前3W GU10 LED燈杯應用廣泛，眾多一體式產(chǎn)品面世，即LED驅動電源與LED燈整合在一體式的燈具中，方便了用戶直接替代白熾燈、節(jié)能燈和鹵素燈射燈。BCD公司針對這一應用，推出的方案電路原理圖如圖2所示：

圖2 基于AP3766的3W LED驅動電路原理圖

圖3為該方案5W應用電路樣機實物照片。該電源可驅動3顆1W大功率LED燈，恒流輸出330mA。

圖3 3W GU10 LED燈杯電源

圖4為輸入電壓從85V到265V范圍變壓時，輸出電流變化曲線。在全球寬電壓范圍變化內，輸出電流變化小于20mA。圖5為輸入電壓從85V到265V范圍變壓時，整機效率變化曲線。

圖4 基于AP3766的3W LED驅動電路輸出電流線電壓調整曲線

圖5 基于AP3766的3W LED驅動電路效率曲線

5W 到7W E27 LED球泡燈方案

5W 到7W LED球泡燈，能夠輸出相當于60W白熾燈的光通量，必將廣泛進入家庭照明。為了滿足IEC61000-3-2諧波標準，降低開關電源對電網(wǎng)的諧波污染，BCD公司推出高性價比高功率因數(shù)方案，電路原理圖如圖6所示：

圖6 基于AP3766的5W 到7W LED驅動電路原理圖

該電路方案結合了逐流式功率因數(shù)校正電路和AP3766無光耦原邊恒流控制電路，完美地解決了功率因數(shù)和恒流控制的難題。逐流式電路提高整流電路功率因數(shù)的原理在于增大了整流電路的導通角，在輸入交流電壓大于峰值電壓一半時，整流橋BD1就能導通，避免了傳統(tǒng)不控整流電路只在交流電壓峰值附近才能瞬間導通導致大的電流尖峰和波形畸變問題，從而降低了總諧波失真度，即THD。[!--empirenews.page--]

圖為該方案5W到7W應用電路樣機實物照片。

圖為AP3766 5W到7W應用電路樣機

圖7為輸入電壓從85V到265V范圍變壓時，輸出電流變化曲線。在全球寬電壓范圍變化內，輸出電流變化小于20mA。圖8為輸入電壓從85V到 265V范圍變壓時，整機效率變化曲線。圖9為輸入電壓從85V到265V范圍變壓時，功率因數(shù)變化曲線?？梢?，該電源最大功率因數(shù)接近0.9，效率超過 80%。

圖7 基于AP3766的5W到7W LED驅動電路輸出電流線電壓調整曲線

圖8 基于AP3766的5W到7W LED驅動電路效率曲線

圖9 基于AP3766的5W到7W LED驅動電路功率因數(shù)曲線

10到20W LED直管燈方案

對于更大功率的ED直管燈應用，AP3766通過外加推挽電路，可以擴大輸出功率范圍。圖10為該方案電路圖。

圖10基于AP3766的LED直管燈方案驅動電路原理圖

圖10中F1為保險絲，L1,C11,L2,C12組成共模和差模EMI濾波器。C2,C3,D3,D4,D6構成一個逐流式電路實現(xiàn)功率因數(shù)校正功能。經(jīng)過逐流式電路后，由T1,Q1,D1,C5構成的反激式開關電源電路完成隔離輸出和變壓功能，控制芯片U1實現(xiàn)反激式開關電源電路的開關控制功能。反激式開關電源電路具有電路結構簡單，安全隔離，成本低的優(yōu)點，特別適合小功率LED驅動電源的要求。而采用原邊開關控制方式的反激式開關電源電路省去了副邊輸出恒流恒壓檢測電路和光耦器件，進一步降低了成本，提高了系統(tǒng)可靠性和性價比。

圖10中，電阻R1,R2為芯片U1的啟動電阻，連接到芯片的VCC腳，給芯片提供一定大小的啟動電流。D5,R11,C9構成反激式開關電源電路的吸收電路，在開關Q1關斷后，吸收開關上的尖峰電壓。Na為輔助繞組，與D2,R6,C4構成芯片U1的供電回路。同時，輔助繞組電壓經(jīng)過電阻 R10,R9分壓，連接到芯片的FB腳，作為輸出電壓的檢測和開路保護電路。

R5A,R5B為開關Q1的電流檢測電阻，經(jīng)過R4后連接到芯片的CS腳，即U1的電流采樣腳。芯片U1的1腳為輸出驅動腳，經(jīng)過穩(wěn)壓管Z1，由Q2,Q3組成圖騰柱驅動電路放大驅動能量后連接到MOS管Q1的柵極，控制開關Q1的開通和關斷。

圖11為基于AP3766的13W LED驅動電路實物照片。

圖11. 基于AP3766的13W LED驅動電路實物照片

該電路主要性能指標測試結果如表1所示：

測試結果表明，在230V輸入電壓下，功率因數(shù)PF約為0.8，效率大于85%，滿足了LED驅動電源各項規(guī)格要求。

結語

本文簡要介紹了BCD公司最新推出的基于AP3766的LED驅動電源一系列方案，滿足LED射燈、球泡燈和直管燈等各種應用需求。具有方案新穎、元件數(shù)少，體積小，成本低，性價比高的優(yōu)點，可以全面滿足LED驅動電路的效率、功率因數(shù)、安全隔離、EMI、電流控制精度、可靠性等全面要求。