低功率LED通用照明應用隔離型高功率因數LED驅動器

近年來，世界上眾多國家致力于以更高能效的照明方案來替代低能效的白熾燈。而隨著發光二極管(LED)在發光性能及成本等幾乎各方面持續改進，LED在通用照明領域已經成為極引人注目的解決方案。從供電電源來看，LED照明也包括高壓AC-DC、中等電壓AC-DC或DC-DC以及電池供電等不同類型。本文將著重探討用于低功率(一般低于30 W) AC-DC LED通用照明應用的驅動器方案及其在PAR30、A型燈等應用中的示例。

AC-DC電源轉換拓撲結構比較

對于低功率AC-DC LED電源轉換而言，可以選擇隔離型反激或非隔離降壓等不同拓撲結構。所謂“隔離”，是指輸入與輸出之間采用變壓器等進行電氣隔離。這兩種拓撲結構各有其特點。相比較而言，非隔離拓撲結構設計及電路板配置簡單、電路板尺寸小、元件數量少、能效更高，而隔離拓撲結構易于滿足安規要求，但磁學設計復雜，要求較大的電路板尺寸。本文將聚集于隔離型拓撲結構的AC-DC LED驅動器方案。

LED驅動器應用要求

對于LED通用照明應用而言，目前成本還相對較高，故高性比的LED驅動器無疑會更受青睞。此外，LED驅動器也應該具有高能效(低損耗)、高可靠性、符合電磁干擾(EMI)及諧波含量或功率因數(PF)等標準、靈活、適應寬環境條件、可改造用于已有應用、支持傳統控制方式工作(兼容傳統調光)等。

其中，就功率因數要求而言，美國“能源之星”項目固態照明標準中對PFC帶有強制性要求(而無論是何種功率等級)，適用于特定產品，如嵌燈、櫥柜燈及臺燈等。該標準針對住宅應用部分要求功率因數高于0.7，針對商業應用部分要求功率因數高于0.9，而整體式LED燈泡的要求是輸入功率高于5 W的燈泡功率因數大于0.7。當然，并非所有國家都絕對強制要求在照明應用中改善功率因數，但某些應用可能有這方面的要求。例如，公用事業機構可能大力推動擁有高功率因數的產品在公用設施中的商業應用。

圖1：傳統兩段式架構與改進的單段式架構對比