摘要：本文針對傳統(tǒng)驅(qū)動電源電能損耗大、效率和智能化程度低的缺點，設(shè)計了一款適用于大功率LED路燈的高性能可智能控制型驅(qū)動電源。本文選擇了多級驅(qū)動方案，即功率因數(shù)校正(PFC)電路、LLC諧振控制電路和多路恒流輸出的三級式結(jié)構(gòu)。本文采用合理的設(shè)計，優(yōu)化了功率校正因數(shù)，增大了輸入電壓范圍，提高了整機效率，使輸出電流在全負(fù)載范圍內(nèi)更加穩(wěn)定，同時增加了PWM調(diào)光控制功能，可根據(jù)外界環(huán)境的變化智能控制LED路燈的亮度，從而達(dá)到進(jìn)一步節(jié)能減排的效果。

引言

由于具有高光效、長壽命、燈具效率高、環(huán)保和易于調(diào)光控制等優(yōu)點，半導(dǎo)體照明是目前被各國公認(rèn)為最有發(fā)展前景的高效照明產(chǎn)業(yè)，被稱作繼白熾燈、熒光燈后照明光源的又一次革命[1]。我國推出的“十城萬盞”計劃[2]，使LED路燈得到了越來越多的應(yīng)用。但是，LED路燈在取代傳統(tǒng)路燈的道路上還有許多亟待解決的難題，主要包括光學(xué)設(shè)計、散熱以及驅(qū)動電源等問題，同時智能控制和無線通信也成為LED路燈的研究重點。

本文采用多級驅(qū)動方案，使驅(qū)動具有較高的功率因數(shù)和效率，并解決了傳統(tǒng)方案驅(qū)動器件多、成本高、體積大的缺陷。易于調(diào)光控制也是LED照明的一大優(yōu)點，設(shè)計中采用了可PWM調(diào)光的模塊，使得驅(qū)動電源具有智能控制的接口，便于在此基礎(chǔ)上開發(fā)LED路燈智能照明控制系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用3級驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1，前級是功率因數(shù)校正電路，主要作用是采用諧波抑制技術(shù)限制諧波的含量。中間級是LLC諧振電路，完成隔離和降壓功能，保證電路具有較高的轉(zhuǎn)換效率。最后一級為恒流輸出電路，為LED提供恒定的電流，同時具有PWM調(diào)光控制功能，通過智能控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)LED的亮度。

2 驅(qū)動電路原理及實現(xiàn)

2.1 PFC電路的設(shè)計

為了提高電能的利用率，現(xiàn)在一般的開關(guān)電源都需要在前級加入功率因數(shù)校正(PFC)電路[3]，其中升壓PFC有源功率因數(shù)校正是最具成本效益的方法。本文采用PI公司推出的PFS708EG專用芯片，該芯片具有極高的集成度，集成了一個連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)升壓PFC控制器、柵極驅(qū)動器、超低反向恢復(fù)二極管和高壓功率MOSFET，采用了創(chuàng)新的恒定伏秒/安秒控制方法，可極大減少元器件數(shù)量、降低裝配成本和布板尺寸[4]。圖2所示為PFS708EG的典型應(yīng)用圖。

本設(shè)計采用一種恒定的安培-秒導(dǎo)通時間和恒定的伏-秒關(guān)斷時間控制方法，該方法可以調(diào)節(jié)輸出電壓和整形輸入電流以使其符合諧波電流限值(高功率因數(shù))。即控制開關(guān)電流在導(dǎo)通時間內(nèi)具有恒定的安培-秒從而使平均輸入電流跟隨輸入電壓，同時保持由升壓電感器的電磁特性所決定的恒定的伏-秒平衡，從而調(diào)節(jié)輸出的電壓和功率。如下所示，設(shè)置關(guān)斷時間(toff)的恒定伏-秒為：

上式表明，輸入電流iIN正比于輸入電壓VIN，因此滿足了對于功率因數(shù)校正的基本要求。