采用LED驱动器实现高电源质量以及初级侧调节设计

LED照明设计师一般都在寻找能够提供低功率损耗，更小系统封装的LED驱动器，当然，还可以为中低功率范围内的应用降低成本（同时仍然提供高可靠性）。为满足这一需求，LED驱动器制造商在其最新努力中已采用功率因数校正（PFC）电路以实现更高的电源质量以及初级侧调节（PSR），从而通过消除次级反馈电路来降低成本。他们还使用反激式拓扑来简化设计。

LED驱动器制造商在其设计中使用PFC电路来实现更好的电能质量 - 更低的功率损耗 - 以满足各种区域监管标准。 PSR还有其他一些有益的功能：它消除了输出电流检测损耗和所有二次反馈电路，从而可以开发出更高效率的LED驱动器而无需大量的价格标签。它还具有更高的可靠性，因为它可以在没有辅助反馈电路的情况下调节LED驱动器输出电压。

飞兆半导体的FL7733A单级PSR反激式LED驱动器就是一个例子。该LED驱动器旨在为LED照明提供恒定的亮度和即时无闪烁的开启。采用PSR的FL7733A可降低中低功率LED转换器的元件数量，无需输入大容量电容和次级反馈电路，从而降低了成本。 FL7733A控制器采用小型8引脚小外形封装（SOP），进一步节省了空间。该器件非常适用于SSL筒灯以及PAR和A19灯泡应用。

FL7733A LED驱动器（图1）可用于各种5瓦（W）至60伏以上的室内和户外LED应用。 LED驱动器还提供严格的恒定电流调节，高功率因数（PF）和低总谐波失真（THD），因此可以满足许多区域市场的要求。 Fairchild表示，它符合全球标准，在通用线路电压条件下THD <10％，远低于大多数地区法规中THD的30％。 Fairchild表示，这些功能可帮助设计人员在单一解决方案中满足LED照明的全球标准和法规。

通过最大限度地减少开启波动，实现> 0.9的高PF和低THD。在反激式或降压 - 升压型拓扑结构中，非连续导通模式（DCM）工作中的恒定导通时间和恒定频率可实现高PF和低THD。总的来说，业界已经承认DCM通常用于PSR反激式拓扑结构，因为它可以提供更好的输出调节。

这些器件还具有保护功能，包括LED短路/开路，输出二极管短路，感应电阻短路/开路，逐周期电流限制，过热以实现高系统可靠性和欠压锁定。该器件还采用双过压保护（OVP），符合60 V输出规范下的UL SELV。除了节省电路板空间外，这些保护功能还有助于提高LED照明的可靠性。

图1：FL7733A PSR反激式LED驱动器框图。通过消除对次级侧反馈电路的需求，实现了低成本设计。 （由Fairchild Semiconductor提供）

此外，LED驱动器具有集成的高压启动电路，可实现快速启动（85 VAC时<200 ms）和高系统效率。该器件在启动期间使用自适应反馈环路控制，将初始反馈条件设置为接近稳定状态，因此LED电流不会出现过冲或欠冲。

得益于飞兆半导体的TRUECURRENT紧公差技术恒流输出，FL7733A使设计的恒定电流容差小于通用线路电压的±1％，以满足LED亮度要求。 TRUECURRENT通过调节精确的恒定LED电流来工作，不受几个因素的影响 - 输入电压，输出电压和磁化 - 电感变化。精确恒定控制在LED照明设计中如此重要的一个关键原因是因为电流决定了LED的亮度。如果没有严密控制，亮度可能会因灯泡而异。它还可能导致灯与灯之间的颜色发生变化。

LED驱动器可在宽工作范围内提供无闪烁恒定亮度，在所有条件下均具有<±3％的恒定电流容差，且<0.2第二次启动表现。另一个关键特性是与高压LED模块的兼容性，输出电压范围超出10％至100％。

对于同时关注供应链的设计人员，除了减少材料清单（BOM），它还通过为5 W至60 W设计提供一种解决方案来简化工作。

还有一些专门设计用于提供经济高效LED的反激式控制IC - 驱动程序设计。一个例子是International Rectifier的IRS29831 LEDrivIR反激式控制IC。该控制器IC针对用于LED灯泡更换，LED灯管照明和筒灯照明的LED驱动器中使用的单级反激和降压 - 升压拓扑进行了优化。此外，该器件还提供单级PSR以及高PF和低THD，具有保护功能。 IRS29831（图2）主要针对高达25 W的LED驱动器应用，采用隔离式或非隔离式反激式转换器或降压 - 升压拓扑结构。

LED驱动器制造商的关键之一在过去几年中，由于包括成本和设计简易性在内的多种原因，我们继续致力于高集成度。 IRS29831采用700 V技术集成了LED驱动器控制IC和功率MOSFET，有助于降低BOM成本并节省空间。该器件还具有高压启动功能，提供简单的单级解决方案，同时仍保持高PF和低THD，以提高效率。

图2：国际整流器IRS29831采用PFC单级反激拓扑设计，专为初级侧调节而设计。 （由International Rectifier提供）

据称，基于IRS29831的LED驱动电路也可以提供基于三端双向可控硅调光器的平滑，无闪烁调光。它还具有保护功能，包括打嗝模式开路/过压保护，逐周期初级过流限制和输出短路保护。其他功能包括快速启动和在宽输入电压范围内工作。

如果这还不够，IRS29831还具有临界导通模式操作，在轻载时具有不连续和突发模式。它允许用户在没有光耦合器的情况下配置隔离设计。控制IC采用8引脚DIP封装。

总之，对于中低功率LED照明应用，采用DCM操作的PSR反激式LED驱动器可实现高效率，高PF和低THD满足全球LED照明要求。这些设计还具有更低BOM的优势，可减少空间和总体成本，同时简化产品设计。这些都是设计人员不断将其视为整体设计要求的一部分。