無電解電容LED驅動電路

摘要：針對現有LED驅動電路存在電解電容限制壽命的不足，提出了一種無電解電容的LED驅動電路的設計方法。該方法采用Panasonic松下MIP553內置PFC可調光LED驅動電路的芯片，與外部非隔離底邊斬波電路合成作為基本的電路結構，輸出穩定的電流用以滿足LED工作的需要。同時設計保護電路來保護負載。實驗結果表明，控制器芯片能穩定工作，并且可以實現27 V的恒壓輸出和350 mA的恒流輸出。
關鍵詞：電解電容；驅動電路；恒流；損耗；保護電路

LED(發光二極管)以其節能、環保、高亮度、長壽命等諸多優點成為新一代的綠色照明光源。隨著LED照明技術的日漸成熟，它終將用于生活的各個方面，并成為照明光源的新寵。然而，高效率、低成本、高功率因數和長壽命的驅動電源是LED燈發光品質和整體性能的關鍵。
現在市面上替代一般燈泡的LED燈是白熾燈泡壽命的約40倍，相當于4萬小時。由于LED是直流電流驅動零件，通過流過的電流，直接將電能轉變為光能，因此也稱為光電轉換器。因為不存在摩擦、機械損耗，所以在節能方面比一般的光源的效率高。但是，當AC電源接通時，一般是使用整流零件和平滑回路的直流穩定化電源，該平滑回路中必要的電解電容會因周圍的溫度及自身的發熱而上升10℃，而導致壽命減半所以電解電容阻礙了LED照明器具的壽命。
為了提高驅動電源的壽命、簡化電路、降低成本以及提高功率密度，有必要去掉電解電容，為此文中提出一種無電解電容的高亮度LED驅動電源。

1 LED電源的基本工作原理
采用BUCK變換器、IPD控制實現開關電源，輸出恒定的電流和電壓，驅動LED燈。電路的總體框圖如圖1所示。

主電路部分，在市電之后緊接著接了一個濾波器，它的作用是濾除電源中的高次諧波以及電源中的浪涌，使得控制電路受電源的干擾小。輸入整流部分采用一體式的整流橋，通過二極管的單向導通的特性將電平在零點上下浮動的交流電轉換為單向的脈動的直流電，再在濾波電容和電感的作用下，輸出直流電壓。經過MIP553和BUCK電路的調節和控制后輸出供LED使用的電壓。

2 LED電源的具體設計
2．1 輸入電路的設計
為了延長LED驅動電源的使用壽命，使之與LED相匹配，必須要去除電路中的電解電容。
電路的設計指標為：輸入交流電壓Vm：198—264 VAC／50 Hz；輸出電壓Vo：27 VDC；輸出電流Io：0．35 A。
輸入電路包括噪聲濾波裝置、安全保險裝置以及輸入整流裝置，如圖2所示。