電子變壓器驅動LED-MR16射燈電源的問題及其BP1361解決方案

正如本文開頭所說的，雖然BUCK電路在單顆LED-MR16燈杯中的應用可以做到很好的恒流。但在多顆串聯(lián)的應用中就成了問題。主要是因為以下幾個原因（結合圖1和圖2來說明）：

1．在輸出功做到3*1W時，恒流電路中的儲能電容CE1就需要最大的容量。比如：3顆LED正向電壓為3*3.3=9.9V，電子變壓器輸出峰值電壓約為（12V-1V(整流橋壓降)）*1.414=15.5V，在100Hz的周期內需要濾波電容CE1給輸出提供能量的時間最長約為td=8mS。就算Buck電路工作于90%的占空比9.9 *1.1=10.9V，忽略采樣電壓（100mV）、開關管和電感引起的壓降，那么在8mS的時間內ΔVCE只有15.5-10.9=4.6V。在輸出電流為Iout=350mA時，電容的放電平均電流為Icd=Pout/Vin/Eff =3/12/0.9=280mA， 則CE1的容量就需要：

由此可看出在3*1W的應用中需要一個大于487（uF）的電容才能使Buck電路正常工作，這么大容量的電容放在體積要求很苛刻的MR16燈杯中是不可能的。

2．另外，市場上很多的電子變壓器都帶有輸出短路保護功能。實驗證明，大多數(shù)帶有輸出短路保護功能的電子變壓器，在輸出電容(CE1)加大到500uF左右時，就會被電子變壓器誤認為輸出短路而使電子變壓器出現(xiàn)保護不工作

由此可說明Buck電路用于 3*1W 的LED-MR16不是很合適。那有沒有一些好的辦法，在犧牲一定的恒流精度，也不用這么大的電解電容（CE1）來實現(xiàn)驅動3顆1W的LED呢？針對這種情況，目前市面上出現(xiàn)的一些方案，比如Cuk方案，如圖8。我們以市場上買來的一款Cuk作對比測試，數(shù)據僅供參考。

圖9 輸出電流隨輸入電壓變化曲線圖

圖10 輸出電流的變化率隨輸入電壓變化曲線圖

圖11 系統(tǒng)效率隨輸入電壓變化的曲線圖

從圖9中可以看出，在輸入電壓為7V以下時，電路基本不工作，且LED燈出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。在7V到17V的區(qū)間內輸出電流變化有230mA，達到輸出電流的65%。圖10可以很清楚的看出輸出電流的變化率與輸入電壓的變化關系。另外其系統(tǒng)效率也不是很好，溫升比較厲害，如圖11。

針對Cuk電路存在以上的問題，上海晶豐明源半導體（BPSemi）利用BP1361開發(fā)出了針對3顆1W串聯(lián)，性能更為優(yōu)越的B2（Buck-Boost）方案。圖12是其應用原理圖。

圖12 B2（Buck-Boost）原理圖

從圖12中可以看出，由B2構成的3顆1W串聯(lián)方案，其電路更為簡單。只需用很少的外圍元件，同之前的Buck電路中應用的元件基本一樣（采用電阻由0.3歐姆換成0.15歐姆，輸出并聯(lián)一個電容）。更重要的是沒有Cuk電路里面那個復雜的電感。