AP3706的大功率LED驅(qū)動電源照亮優(yōu)質(zhì)新生活

隨著LED照明技術(shù)的發(fā)展進步，LED產(chǎn)品以節(jié)能、環(huán)保、光效高、無熱輻射、壽命超長等優(yōu)點逐漸被市場和消費者所接受。LED燈具與傳統(tǒng)照明燈具相比，相同照度下節(jié)能70%以上，壽命更是長達40000小時以上。本設(shè)計采用采BCD公司研發(fā)的大功率LED驅(qū)動電路控制芯片AP3706，研發(fā)了一款A(yù)CDC隔離式大功率LED驅(qū)動電路，此電路以較少的元器件實現(xiàn)了恒壓、恒流的輸出，寬電壓范圍輸入，最大限度的滿足了大功率LED驅(qū)動電路的各項要求。

AP3706具有以下特點：1)通過原邊控制實現(xiàn)恒壓恒流輸出；2)省略傳統(tǒng)的光耦反饋電路；3)避免了繁瑣的環(huán)路補償電路，電路控制精度得到進一步提高；4)芯片內(nèi)部采用了隨機頻率變化控制方式，最大限度減少系統(tǒng)的EMI干擾；5)電路工作在非連續(xù)模式；6)采用了谷底開關(guān)技術(shù)，進一步降低電源的損耗；7)內(nèi)部軟啟動功能；8)具有輸出開路、短路、過壓保護功能。

電路設(shè)計要求是輸入電壓AC 85V-265V，輸出負載為4顆到6顆Vf =3.5V的大功率LED，保持0.35 A恒流電流輸出，效率73%~85%。

交流輸入整流濾波電路

通過橋式整流電路D1對交流輸入電壓進行整流，將輸入的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)闉楦邏褐绷麟妷?。電路中C1，L1，L2，C2組成的π型濾波電路，目的是對電路中產(chǎn)生的各種頻率的EMI噪聲進行有效的抑制。電感L1主要對中頻EMI噪聲進行抑制，電感L2具有高頻特性對電路中產(chǎn)生的高頻EMI噪聲具有良好的抑制作用[3]。通過電路中設(shè)置的F1對輸入浪涌電流進行抑制，同時F1作為電流保險保護后級電路安全運行。為了更好地通過雷擊測試電路設(shè)計時采用R18為電感L1提供電流旁路通路。

功率變化部分

電路中變壓器(T1)擔(dān)負著初次級能量傳遞的功能，通過AP3706控制功率三極管(Q1)的開通與關(guān)斷之間的不斷轉(zhuǎn)換，電路初級側(cè)的直流高壓通過變壓器耦合到次級變化成低壓輸出。功率三極管在開通與關(guān)斷的瞬間都會產(chǎn)生電壓尖峰和EMI噪聲，為了抑制電壓尖峰以及EMI噪聲，電路設(shè)計時加入了RCD吸收電路，即電路中R9、D4、C6組成的電路。輸出整流濾波電路由肖特基二極管(D2)和電解電容(C3,C5)組成，電阻R5和電容C12組成了次級RC吸收電路，用于抑制肖特基二極管(D2)開通、關(guān)斷瞬間激增的電壓尖峰和由此產(chǎn)生的EMI電磁輻射噪聲。為了保證電路在空載時輸出電壓在穩(wěn)定范圍內(nèi)，設(shè)計時電路中增加了負載電阻R13。

AP3706外圍電路設(shè)計

設(shè)計中AP3706的供電電路與輸出電壓反饋控制電路共用一個輔組繞組。在一些輸出電壓精度要求比較高的電路設(shè)計中，為了達到次級輸出電壓的精度控制可以采用反饋電壓與AP3706供電電壓分開供電的供電方式，分壓電阻R15，R16采用精度為1%的電阻對繞組的輸出電壓進行分壓，為反饋端口提供更加精確的電壓。二極管D3和電容C4組成整流濾波電路為AP3706提供工作電壓。為了達到整體電路的工作效果電路設(shè)計時AP3706周圍電子元器件必須盡可能的與之減小距離。

電阻R3、R10為AP3706提供初始啟動電流，為了保證電路在低壓輸入時正常工作，同時兼顧電路整體效率，電阻R3、R10的總阻值為1.5MΩ。電路初級最大峰值電流通過精度為1%的精密電阻R2、R4設(shè)定。通過設(shè)定電阻R8、R7的比值，可以調(diào)整電路的輸出電壓調(diào)整率與輸出電流的精度。

電路性能測試結(jié)果

經(jīng)過對電路進行實際滿載測試，在輸入電壓Vin=230V時電路的效率大于78%，該電路的設(shè)計符合能源之星EPS2.0對主動模式平均效率要求的最終標(biāo)準(zhǔn)，電源滿負載效率與輸入電壓，并且該電路在空載時電源的輸入功率為78mW@115Vac 和160mW @ 230Vac。

結(jié)論

本文基于BCD公司最新推出的原邊控制電路控制芯片AP3706開發(fā)的大功率LED驅(qū)動電路，不僅實現(xiàn)了寬電壓范圍輸入，恒壓、恒流輸出，同時省略了光耦反饋電路以及次級控制電路，具有整體電路元件數(shù)量較少，體積小，成本低，性能優(yōu)越、方案新穎等特點，可以滿足大功率LED驅(qū)動電路的一系列指標(biāo)要求。