LED照明电源电路拓补结构的演进过程

　　为了解决该问题，集成电路工程师和电源工程师们想到了一种“纹波约束电路”(图3-a为纹波约束电路原理图^[6];图3-b为增加纹波约束电路后的LED电流波形，纹波由50%以上减小至4%)，该电路在2014年初开始正式进入量产，目前该电路有两个主要缺陷：一是降低了系统效率(约1%～8%);一是提高了系统成本，增加了一个控制IC和一颗功率MOS且纹波很难降到3%以下。

　　5 新的系统拓补

　　笔者在研究以上PFC电路结构的基础上，结合自己的分析，提出了一种PFC+线性恒流级的拓补结构(如图4)。该结构的输出电流纹波可降到1%以内。目前的问题是专用PFC控制IC一般为boost拓补，想要适合LED driver(第二级采用简单的线性恒流IC)必须采用buck拓补^[7-9]作为PFC控制级，以获得更低的输出电压。该新结构的缺陷是输入电流谐波无法做到boost PFC的水平，仅与单级PFC相当。由于成本和性能上的优势，该结构在未来可能有发展空间。

　　6 总结

　　由于篇幅有限，部分拓补结构和电路的说明未能展开。另外，本文未就国内、国外市场分开叙述LED驱动电源技术的发展，请见谅。在国际化程度越来越深的现在，不同市场的技术方向，区别并不明显。

　　笔者认为，随着LED照明电源的品质要求越来越高， LED照明电源的拓补还将重新回到两级PFC(第一级boost PFC，第二级flyback & buck恒流)的结构，不过随着产业规模的扩大和成熟，两级PFC(第一级boost PFC，第二级flyback & buck恒流)的成本将会被接受。

　　出于安全性和可靠性的考虑，驱动电路的许多细节设计都要考虑非理想因素和极限情况。电源工程师和集成电路工程师们需要根据不用的应用背景选择合适的拓补结构和具体实现电路。在这基础上，越来越多的功能需求被提出和实现。其中最典型的例子就是调光和智能控制功能的设计，电路上最大的风险是干扰和闪烁，看似简单的调光功能，背后凝聚了工程师们的智慧和辛苦。也正是在一批又一批工程师的努力下，LED驱动电源电路一步步发展、成熟。

　　可以展望，未来的室内照明将会有功能越来越强、越来越智能的LED电源方案出现，未来高品质的LED照明产品值得期待。

　　参考文献：
　　[1] Steve Winder, Power Supplies for LED Driving , Newnes 2008(04)
　　[2] Abraham I. Pressman , Switching Power Supply Design，McGraw-Hill Professional 2008(07)
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　　[4] Harrison, Linden T, Current Sources & Voltage References. Burlington MA: Newnes (2005)
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　　[6] 杭州杰华特微电子有限公司，产品手册：JW1231 500mA Adaptive 100/120Hz，Current Ripple Remover
　　[7] Huber, L. Design-Oriented Analysis and Performance Evaluation of Buck PFC Front End, Power Electronics, IEEE Trans, Issue 1, Jan. 2010
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