LED球泡燈驅(qū)動分析

根據(jù)電壓的變化對電流稍作調(diào)整，使得整燈的功率維持不變，燈具的壽命充分得到保證，而且燈具亮度變化也不會超過10%，肉眼幾乎無法辨別。由于其成本相對阻容方案要高，而且設(shè)計電路要求較高，通用性小，故而在市面上的球泡燈應(yīng)用中較為少見。

　　5.恒流芯片buck（NPFC）

　　圖5.1

　　如圖5.1：降壓型恒流驅(qū)動，采用一個橋堆，將50Hz的正弦波交流電變化為100Hz的半正弦波脈動直流電，通過橋堆后的電解電容將脈動電壓變換為振幅較小的直流電壓。通過采樣電阻來高頻驅(qū)動恒流芯片內(nèi)部的MOS，達到控制電流的目的，電流值不受輸入電壓波動而影響，恒流芯片的內(nèi)部MOS的開關(guān)頻率通常在幾十至幾百赫茲。

　　當(dāng)橋堆后的電解電容足夠大時，只需保證輸出端LED模塊的工作電壓小于電解電容輸出端波谷的電壓值時，可以完全消除100Hz的頻閃；而芯片內(nèi)部的高頻開關(guān)由于其頻率較高，外加LED模塊并聯(lián)的濾波電容及電感，使得頻閃效應(yīng)得到解決。當(dāng)然，如果橋堆后面的電容較小時，LED的工作電壓大于電容后端輸出電壓，則100Hz頻閃依舊存在，其振幅與LED模塊的工作電壓和電容后端輸出電壓的波谷的差值有關(guān)，差值越大，振幅越大，頻閃效果越明顯。

　　由于大電容及后端開頻的存在，該電路功率因數(shù)往往只有0.5左右，但是因為其結(jié)構(gòu)簡單，效率高達90%以上，恒流精度更是在5%甚至3%以內(nèi)，負載調(diào)整率也較高，因此大部分追求品質(zhì)的LED球泡燈生產(chǎn)商選用改方案。

　　也有不少商家為了節(jié)約恒流芯片的成本，在恒流芯片處通過采用被動元器件（二極管，三極管，MOS）來控制恒流，通常這樣的方案在恒流精度以及開路保護，短路保護方面做得就不夠好。

　　6.恒流芯片buck（填谷）

　　圖6.1

　　如圖6.1：由于降壓型恒流驅(qū)動廣受好評，但是收到超過5W的照明燈具及光源的功率因數(shù)要求>0.7這個規(guī)范的約束，技術(shù)人員在降壓型恒流驅(qū)動的整流橋和整流電容之間設(shè)計了由3個二極管2個電容組成的3D2C式填谷電路，通過2個電容串聯(lián)方式充電及并聯(lián)方式放電的形式，提升功率因數(shù)，功率因數(shù)可提升至0.8~0.9，使得降壓型恒流驅(qū)動也滿足LED球泡燈在功率因數(shù)方面的要求。當(dāng)然成本會有一定程度的提升，電源體積也會相應(yīng)變大。

　　7.恒流芯片buck（APFC）

　　圖7.1

　　如圖7.1：APFC恒流驅(qū)動，通過芯片上檢測輸入電壓波形的引腳（此處是LN）控制輸出電流的波形，使其接近半正弦波，即當(dāng)輸入電壓過零點時，MOS關(guān)斷，使輸入電流也變零，從而使得電流的包絡(luò)波形接近半正弦波，從而提升功率因數(shù)，功率因數(shù)通?？蛇_0.95及以上；在輸入電壓不處于過零狀態(tài)下，恒流芯片根據(jù)FB引腳出的反饋電壓進行高頻開關(guān)動作，控制輸出電流，達到恒流的目的。

　　由于其輸入電流呈現(xiàn)半正弦波，導(dǎo)致其輸出電流也有100Hz的波動，當(dāng)然其振幅由于輸出端濾波電容及電感的存在，會小很多，但是存在100Hz的頻閃是不爭的實事；當(dāng)然適當(dāng)?shù)募哟鬄V波電容會使得輸出電流紋波變小，改善頻閃效果。

　　二、隔離驅(qū)動

　　隔離驅(qū)動（isolated power）是指在輸入端和負載端之間通過隔離變壓器進行電氣隔離，使輸出端無法直接接觸高壓。因此觸摸負載就沒有觸電的危險，隔離驅(qū)動的優(yōu)點是安全。

　　當(dāng)隔離驅(qū)動應(yīng)用于球泡燈時，其外殼可通過金屬、塑料、導(dǎo)熱塑料、塑包鋁等多種形式來實現(xiàn)。我們所要克服的就是隔離驅(qū)動所帶來的體積大，效率較低，成本較高等缺點。

　　因此在整個LED球泡燈市場上，隔離電源使用的較少。

　　也有不少生產(chǎn)商對隔離驅(qū)動理解的不夠透徹，以為使用了隔離變壓器將輸入與輸出分隔開就可以了，而忽略了爬電距離及電氣間隙等，這樣的方案完全不能算作隔離驅(qū)動。

　　1.單級恒流（NPFC）

　　圖8.1

　　LED球泡燈上應(yīng)用的隔離單級恒流驅(qū)動，簡單的說，與非隔離降壓型恒流驅(qū)動主要差異體現(xiàn)在能量依靠隔離變壓器，在原邊將電能轉(zhuǎn)換為磁，又在副邊將磁再次轉(zhuǎn)化為電能，在提升安全性的同時，轉(zhuǎn)化效率降低了。其效率通常只有80%~85%。

　　該驅(qū)動方式的功率因數(shù)由于沒有進行校正，大約為0.5，當(dāng)然也可以在橋堆后面設(shè)計3D2C的填谷電路，將功率因數(shù)提升至0.8~0.9。

　　2.單級恒流（APFC）

　　圖9.1

　　LED球泡燈上應(yīng)用的隔離APFC單級恒流驅(qū)動，與非隔離APFC恒流驅(qū)動主要差異也是體現(xiàn)在能量依靠隔離變壓器，在原邊將電能轉(zhuǎn)換為磁，又在副邊將磁再次轉(zhuǎn)化為電能，在提升安全性的同時，轉(zhuǎn)化效率降低了，其效率通常只有80%~85%。同樣不可避免的產(chǎn)生100Hz的頻閃，其頻閃深度可通過輸出端的濾波電容控制。

　　3.二級恒流（PFC）

　　圖10.1

　　二級恒流隔離驅(qū)動，在變壓器原邊通過APFC芯片U1將驅(qū)動的功率因數(shù)提高，然后通過變壓器將電能傳遞到副邊，副邊的恒流芯片U2將輸出電流變化為恒流電流，其芯片工作頻率大多處于幾十K到幾百K赫茲的范圍。

　　該方式驅(qū)動，功率因數(shù)一般都在0.95以上，而且無100Hz的頻閃。但是由于其線路復(fù)雜，成本較高，效率通常也只有80%~85%。

　　幾乎沒有球泡燈驅(qū)動應(yīng)用到這種驅(qū)動方式。