电子变压器驱动LED-MR16射灯电源的问题及其BP1361解决方案

正如本文开头所说的，虽然BUCK电路在单颗LED-MR16灯杯中的应用可以做到很好的恒流。但在多颗串联的应用中就成了问题。主要是因为以下几个原因（结合图1和图2来说明）：

1．在输出功做到3*1W时，恒流电路中的储能电容CE1就需要最大的容量。比如：3颗LED正向电压为3*3.3=9.9V，电子变压器输出峰值电压约为（12V-1V(整流桥压降)）*1.414=15.5V，在100Hz的周期内需要滤波电容CE1给输出提供能量的时间最长约为td=8mS。就算Buck电路工作于90%的占空比9.9 *1.1=10.9V，忽略采样电压（100mV）、开关管和电感引起的压降，那么在8mS的时间内ΔVCE只有15.5-10.9=4.6V。在输出电流为Iout=350mA时，电容的放电平均电流为Icd=Pout/Vin/Eff =3/12/0.9=280mA， 则CE1的容量就需要：

由此可看出在3*1W的应用中需要一个大于487（uF）的电容才能使Buck电路正常工作，这么大容量的电容放在体积要求很苛刻的MR16灯杯中是不可能的。

2．另外，市场上很多的电子变压器都带有输出短路保护功能。实验证明，大多数带有输出短路保护功能的电子变压器，在输出电容(CE1)加大到500uF左右时，就会被电子变压器误认为输出短路而使电子变压器出现保护不工作

由此可说明Buck电路用于 3*1W 的LED-MR16不是很合适。那有没有一些好的办法，在牺牲一定的恒流精度，也不用这么大的电解电容（CE1）来实现驱动3颗1W的LED呢？针对这种情况，目前市面上出现的一些方案，比如Cuk方案，如图8。我们以市场上买来的一款Cuk作对比测试，数据仅供参考。

图9 输出电流随输入电压变化曲线图

图10 输出电流的变化率随输入电压变化曲线图

图11 系统效率随输入电压变化的曲线图

从图9中可以看出，在输入电压为7V以下时，电路基本不工作，且LED灯出现闪烁现象。在7V到17V的区间内输出电流变化有230mA，达到输出电流的65%。图10可以很清楚的看出输出电流的变化率与输入电压的变化关系。另外其系统效率也不是很好，温升比较厉害，如图11。

针对Cuk电路存在以上的问题，上海晶丰明源半导体（BPSemi）利用BP1361开发出了针对3颗1W串联，性能更为优越的B2（Buck-Boost）方案。图12是其应用原理图。

图12 B2（Buck-Boost）原理图

从图12中可以看出，由B2构成的3颗1W串联方案，其电路更为简单。只需用很少的外围元件，同之前的Buck电路中应用的元件基本一样（采用电阻由0.3欧姆换成0.15欧姆，输出并联一个电容）。更重要的是没有Cuk电路里面那个复杂的电感。