LED驅(qū)動(dòng)電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電源轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流（即市電）、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流（如電子變壓器的輸出）等。

而LED驅(qū)動(dòng)電源的輸出則大多數(shù)為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。

1系統(tǒng)工作原理及技術(shù)指標(biāo)

1．1工作原理

LED驅(qū)動(dòng)器主要用于大功率照明。設(shè)計(jì)時(shí)必須達(dá)到正常照明要求；滿足高效率、低成本和小體積；電源驅(qū)動(dòng)器的輸出必須采用恒流控制；充分考慮安全工作。

交流輸入首先進(jìn)人防雷浪涌保護(hù)及EMI路，該部分電路即防止外部干擾侵入電源內(nèi)部，同時(shí)又阻止內(nèi)部的干擾進(jìn)入交流輸電系統(tǒng)；正常輸入交流經(jīng)整流濾波電路，進(jìn)入功率因數(shù)校正電路，進(jìn)行電壓電流波形調(diào)制，實(shí)現(xiàn)功率因素和電流諧波要求；經(jīng)恒流控制電路實(shí)現(xiàn)恒流輸出，實(shí)現(xiàn)LED正常工作。工作原理圖，如圖1所示。

1．2技術(shù)指標(biāo)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求，如表1所示。

2PFC驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)選用具有芯片價(jià)格廉價(jià)、便于設(shè)計(jì)、沒有開通損耗。

升壓管關(guān)斷時(shí)是零電流自然關(guān)斷，承受的尖峰較?。畵p耗也相應(yīng)較小等優(yōu)點(diǎn)的臨界導(dǎo)通型控制模式（CRM），CRM模式的工作原理框圖如圖2所示［6-8］。用于CRM模式控制的芯片比較多，ST公司的L6562D芯片具有性能優(yōu)良、可靠性高、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，故選擇該芯片。本系統(tǒng)采用控制芯片L6562D設(shè)計(jì)PFC電路，具有外部電路簡(jiǎn)潔，逐個(gè)脈沖進(jìn)行電流限制，有可編程的輸出過壓保護(hù)和開環(huán)保護(hù)功能。電路原理如圖3所示

2．1高頻濾波電容

設(shè)計(jì)要求最低、最低輸入電壓、最大輸出功率分別為V（nln）=17V、V（唧）=264V、Po）=90W，PFC電路工作頻率f~=90kHz，輸出電壓Vo=400V，PFC電路效率7／=96％，根據(jù)式（1）可得Im=O．58A。

2．4變壓器的匝數(shù)

因此處的電感不僅作為電感，還要作為一個(gè)變壓器用來產(chǎn)生控制IC所需要的電源。可以推算出在輸入電壓為170VAC時(shí)的工作頻率，作為變壓器副邊供電，必須保證IC能夠正常工作，為此處設(shè)定工作電壓為l8V。選擇TDK的PQ26／2o型磁芯：Ae=l19mm。取其最大的磁通密度為：AB=O．25T。據(jù)式（5）得Nr．=49．5，選50匝。據(jù)式（6）可計(jì)算D=0．4。據(jù)據(jù)式（7）可得Ns=5匝。

2．5PFC的MOSFET原邊電流在在最低電壓的時(shí)候其電流有效值為最大，通過式（8）的近似計(jì)算。0．58A，實(shí)際上在MOSFET關(guān)斷的時(shí)候，其上面是沒有電流流過的，可以選用場(chǎng)效應(yīng)管SPP20一N60C3。

3輔助電路設(shè)計(jì)

3．1保護(hù)功能

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求有輸出的過電壓、短路和過溫等保護(hù)功能。VIN0=2．2uF．L_FC3=0．1uF

輸出過壓保護(hù)是通過檢測(cè)輸出電壓，當(dāng)輸出電壓超過保護(hù)點(diǎn)時(shí)．通過光禍隔離將觸發(fā)信號(hào)傳輸?shù)匠跫?jí)，拉低控制芯片L6565D的COMP端，使電源無輸出。

輸出短路保護(hù)是通過電阻采樣輸出電流．當(dāng)輸出電流超過設(shè)定的保護(hù)點(diǎn)（2A）時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)光禍導(dǎo)通，光禍的次級(jí)將控制芯片L6565D的COMP端，使電源無輸出。當(dāng)短路狀態(tài)解除以后，能夠自動(dòng)恢復(fù)輸出。

輸出過溫保護(hù)通過在控制芯片L6565D的供電電源端VCC串聯(lián)一個(gè)105℃的常閉溫度繼電器ST一22來實(shí)現(xiàn)．溫度繼電器貼裝在主功率管的散熱器上．當(dāng)溫度超過105oC時(shí)，溫度繼電器斷開，電源輸出關(guān)閉，當(dāng)溫度恢復(fù)至95℃左右時(shí)，溫度繼電器重新閉合．電源輸出恢復(fù)。

3．2BUCK恒流源電路

BUCK電路拓?fù)湫问胶?jiǎn)潔，外圍元件少，效率高，電路原理如圖所示，控制芯片選用MPs公司的MP4688，電路如圖4所示。

3．3防浪涌、防雷、EMI濾波電路

本電源是為LED路燈供電．防浪涌、防雷是基本要求之

一，較大的輸入功率（約90W）使得EMI濾波也是其重要指標(biāo)要求，針對(duì)這三個(gè)技術(shù)指標(biāo)，設(shè)計(jì)電路如圖5所示。

壓敏電阻RV。起到防浪涌的作用，RV：、RV3、VG1（氣放管）共同構(gòu)成防雷電路，共模電感、L。、cI—C構(gòu)成EMI濾波電路，保險(xiǎn)絲F1提供輸入短路保護(hù)，～3為C。、提供放電通路。

4系統(tǒng)測(cè)試測(cè)試框圖如圖6所示。A4．1絕緣電阻測(cè)試用絕緣耐壓測(cè)試儀測(cè)試被測(cè)電源輸入對(duì)輸出，輸入、輸出對(duì)外殼的絕緣電阻Ra，應(yīng)大于等于50MI}，測(cè)試電壓：DC500V，分別短接輸入端子和輸出端子。

4．2絕緣強(qiáng)度測(cè)試用絕緣耐壓測(cè)試儀測(cè)試被測(cè)電源．施加下列條件并保持lmin，應(yīng)無擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象。分別短接輸入端子和輸出端子。

4．3短路保護(hù)功能測(cè)試按測(cè)試框圖所示連接電源供電、調(diào)壓器、智能電量測(cè)量?jī)x、被測(cè)電源、電子負(fù)載及各測(cè)量儀器儀表，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸入電壓為AC230V．被測(cè)電源正常工作。用電子負(fù)載的短路功能使被測(cè)電源輸出短路，然后解除短路狀態(tài)，被測(cè)電源應(yīng)能恢復(fù)正常工作狀態(tài)。被測(cè)電源的短路保護(hù)功能正常。

4．4高低溫工作試驗(yàn)

將被測(cè)電源放入溫度試驗(yàn)箱內(nèi)，按測(cè)試框圖連接好儀器儀表及電子負(fù)載。啟動(dòng)溫度試驗(yàn)箱降溫至一45℃±2℃。恒溫2h后加電，進(jìn)行測(cè)試。完成測(cè)試后開始升溫。升溫過程中保持被測(cè)電源額定工作狀態(tài)，溫度升至+45oC±2oC，恒溫加電2h后進(jìn)行測(cè)試。

通過測(cè)試，本系統(tǒng)解決措施是有效的，提高了變換器的效率，使本電源整體效率達(dá)到了技術(shù)要求。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果和波形得出結(jié)論：基于PFC設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的LED驅(qū)動(dòng)電源，設(shè)計(jì)合理，調(diào)試和試驗(yàn)中性能可靠穩(wěn)定，性能和指標(biāo)都滿足設(shè)計(jì)需求。

5結(jié)束語

LED被認(rèn)為是未來最有前途的照明光源，而LED驅(qū)動(dòng)電源是影響和制約LED壽命的最主要因素。本論文是在這一前景下，研制的基于PFC的LED驅(qū)動(dòng)電源。該驅(qū)動(dòng)電源損耗低，具有較高的功率因數(shù)和效率。該驅(qū)動(dòng)電源電路形式簡(jiǎn)潔、外圍元件少、體積小、功率密度較高、可靠性高，防水、防塵等效果良好，各項(xiàng)性能均滿足標(biāo)要求。