引言

　　LED以其高效、節能、環保、壽命長等優點成為了第四代綠色光源。LED驅動電源直接決定LED燈的可靠性與壽命，是LED照明發展的推動力。

　　由于LED具有非線性和溫度敏感的特性，其驅動必須采用恒流驅動，同時為了節電，且減少對電網供電質量的影響，其驅動電路還必須具有高效率、高功率因數、低成本等性能。本文設計了一種單級PFC反激式LED恒流驅動電路，可以很好地滿足以上要求。

　　單級PFC反激式電源是目前研究的熱點，它因結構簡單、體積小、低成本、可多路輸出等優點而被認為是較理想的LED驅動電源。文獻提出了一種單級LED驅動電源，它采用電流連續模式( Continuous Conduction Mode，CCM) 的反激變換器拓撲。CCM基于乘法器控制技術，使得輸出電壓和輸入電流紋波都較小。但需要進行雙環控制，因此結構復雜; 開關管導通時不是零電流導通，導致開關管開關損耗較大，以至于電源的工作效率有所降低; 且二極管也存在反向恢復問題。但變換器工作頻率固定，總諧波失真小，且di /dt小，因此EMI濾波器易于設計。文獻提出的反激式變化器采用電流斷續模式( Discontinuous Conduction Mode，DCM) 。DCM因輸入峰值電流可自動隨輸入電壓變化，單環控制即可滿足要求; 且二極管不存在反向恢復問題。但如果輸出功率相同，就會出現輸入電流、輸出電壓的紋波較大，開關管關斷損耗和二極管導通損耗，以及器件的電流應力都較大，轉化效率低。臨界導通模式( Boundary Conduction Mode，BCM) 在性能和成本之間找到一個平衡點。與DCM相比，BCM 的器件應力小，效率高。而與CCM相比，BCM中MOS管軟啟動，不存在二極管的反向恢復問題，控制電路簡單，且成本低。同時在深度DCM時，避免了電流峰值過大的缺點。

　　本文以電流臨界導通模式PFC控制芯片APl661為核心搭建了一種單級PFC反激式LED 恒流驅動電路，在本文的第二節和第三節以此電路為例分別分析了其設計思路與其工作原理，最后制作了一臺輸入交流電壓85V～264V，輸出功率40W的LED恒流驅動電源樣機，第四節分析其試驗結果，結果表明該電源能夠能實現低成本，高功率因數和高效率等特性。

　　1 設計思想

　　功率因數校正方法常用的主要有無源功率因數校正和有源功率因數校正兩大類。有源功率因數校正電路( APFC) 具有以下優勢: 高達0.90～0.99的功率因數; 總諧波畸變率低; 在寬范圍AC88～265V或者寬頻帶，這樣的輸入條件下APFC電路仍能工作; 一般情況下輸出電壓保持穩定; 小而輕等。目前，有源功率因數校正電路最常采用Boost轉換器，這種轉換器的的輸出電壓一般在390 V左右，此值與輸入電壓的峰值比較，高出了輸入電壓峰值。因此在輸出電壓較低時，單級PFC反激式開關電源可滿足安全實現低壓輸出的要求。本設計在上節的研究分析的基礎上，兼顧LED驅動電源的特點，最后本設計的轉換器選用了臨界導通模式的高功率因數轉換器，既實現了有源功率因數校正，又滿足了高低壓電氣隔離的要求，同時也有效的保障了電源的安全性。本設計LED驅動原理框架圖如圖1所示。