LED照明电源电路拓补结构的演进过程

作者：吕增晓宋益伟时间：2015-03-26来源：电子产品世界收藏

编者按：　　摘要：本文历数了LED照明电源技术的发展过程，介绍了LED驱动技术三个发展阶段的主流电路结构，以及这些电路的特点、固有缺陷和被淘汰的原因。然后展示了现在的电路设计者们为了改进LED驱动电源性能而提出的新电路方案，并提出了一种性价比更高的LED 驱动电源拓补，说明了该结构的优势和实现的可能性。最后，总结LED 驱动电源技术的发展趋势，得出了高品质的两级PFC技术将是未来市场主流的结论。　　引言　　2007年以后，由于白光LED的光效提高到了130lm/W[1]，LED照明大规模商用成为可能，照明

　　3 LED driver IC的迅速发展

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/271638.htm

　　随着越来越多的人开始接触、熟悉LED照明以及LED产业链的成熟和行业规模扩大，LED照明产品的种类越来越多，应用场合也由室内照明扩展到了路灯照明、工矿灯照明以及景观照明等各种场合。这些应用的多样性，也带来了LED驱动电路的多样性。到现在，LED驱动IC的拓补种类基本覆盖了buck、buck-boost、flyback^[2-4]等中、小功率拓补;并衍生出了单级PFC、浮地等LED照明专用的电路处理技术;驱动方式包括了栅极驱动、源极驱动;工作模式也覆盖了DCM、CCM和BCM三种模式;功能上也越来越多样化，除了增加了基本的过温保护、输出开短路保护和过流保护等LED专有的保护功能外，还增加了Triac调光、模拟调光、PWM波调光和分段调光等多种调光功能。这使得LED照明的应用更加丰富。

　　值得一提的是，对于LED照明是否要支持Triac调光曾引发了很大争论，就当前的市场需求(特别是欧美市场)而言，Triac调光无疑是LED驱动电源必须支持的功能;而从技术实现复杂度(有人认为LED负载与Triac的特性是矛盾的)和调光技术发展的方向而言，Triac调光终将被淘汰。因此，并不是所有LED控制IC都支持该功能，这也是当前LED控制IC多样性的原因之一。

　　上述所有的LED驱动电路技术，每一个都需要一篇完整的论文才能论述清楚，本文后半部分主要论述PFC技术的要点、现阶段存在的问题和未来的发展方向。

　　4 PFC技术介绍

　　PFC技术^[2-4]，作为LED照明的关键技术，其演进过程能够充分反映LED照明电源技术发展的特点。作为一种交流取电的电源，PFC功能是中、大功率LED驱动电源的必然要求：最早的PFC电路是无源的填谷式PFC(图2-a为填谷式PFC电路;图2-b为填谷式FPC电路的母线波形^[5])，其功率因数可提高至0.85。该电路的缺陷是牺牲输入谐波参数换得PF值。其后出现了单级buck & flyback PFC技术，该技术较填谷式电路有了很大改善，也是一种主动的PFC处理技术(APFC)，其主要缺陷是输出电流纹波大，有100Hz的工频频闪。在借鉴了传统AC-DC电源的boost PFC+第二级电路的基础上，部分高品质LED电源采用了两级PFC技术，即第一级采用专用的boost PFC控制IC(与传统AC-DC完全相同)，第二级采用buck & flyback恒流电路。这种技术具有优异的电路性能，唯一的缺陷是成本压力较大，较单级PFC电路增加了一个变压器和一颗功率MOS。