低功率LED通用照明應(yīng)用隔離型高功率因數(shù)LED驅(qū)動器

近年來，世界上眾多國家致力于以更高能效的照明方案來替代低能效的白熾燈。而隨著發(fā)光二極管(LED)在發(fā)光性能及成本等幾乎各方面持續(xù)改進(jìn)，LED在通用照明領(lǐng)域已經(jīng)成為極引人注目的解決方案。從供電電源來看，LED照明也包括高壓AC-DC、中等電壓AC-DC或DC-DC以及電池供電等不同類型。本文將著重探討用于低功率(一般低于30 W) AC-DC LED通用照明應(yīng)用的驅(qū)動器方案及其在PAR30、A型燈等應(yīng)用中的示例。

AC-DC電源轉(zhuǎn)換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較

對于低功率AC-DC LED電源轉(zhuǎn)換而言，可以選擇隔離型反激或非隔離降壓等不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。所謂“隔離”，是指輸入與輸出之間采用變壓器等進(jìn)行電氣隔離。這兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各有其特點(diǎn)。相比較而言，非隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及電路板配置簡單、電路板尺寸小、元件數(shù)量少、能效更高，而隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)易于滿足安規(guī)要求，但磁學(xué)設(shè)計(jì)復(fù)雜，要求較大的電路板尺寸。本文將聚集于隔離型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的AC-DC LED驅(qū)動器方案。

LED驅(qū)動器應(yīng)用要求

對于LED通用照明應(yīng)用而言，目前成本還相對較高，故高性比的LED驅(qū)動器無疑會更受青睞。此外，LED驅(qū)動器也應(yīng)該具有高能效(低損耗)、高可靠性、符合電磁干擾(EMI)及諧波含量或功率因數(shù)(PF)等標(biāo)準(zhǔn)、靈活、適應(yīng)寬環(huán)境條件、可改造用于已有應(yīng)用、支持傳統(tǒng)控制方式工作(兼容傳統(tǒng)調(diào)光)等。

其中，就功率因數(shù)要求而言，美國“能源之星”項(xiàng)目固態(tài)照明標(biāo)準(zhǔn)中對PFC帶有強(qiáng)制性要求(而無論是何種功率等級)，適用于特定產(chǎn)品，如嵌燈、櫥柜燈及臺燈等。該標(biāo)準(zhǔn)針對住宅應(yīng)用部分要求功率因數(shù)高于0.7，針對商業(yè)應(yīng)用部分要求功率因數(shù)高于0.9，而整體式LED燈泡的要求是輸入功率高于5 W的燈泡功率因數(shù)大于0.7。當(dāng)然，并非所有國家都絕對強(qiáng)制要求在照明應(yīng)用中改善功率因數(shù)，但某些應(yīng)用可能有這方面的要求。例如，公用事業(yè)機(jī)構(gòu)可能大力推動擁有高功率因數(shù)的產(chǎn)品在公用設(shè)施中的商業(yè)應(yīng)用。

圖1：傳統(tǒng)兩段式架構(gòu)與改進(jìn)的單段式架構(gòu)對比