NIKO可調(diào)光PFC LED驅(qū)動器專為LED燈泡設(shè)計解析

在LED照明應(yīng)用中采用交流-直流（AC-DC）電源供電的LED驅(qū)動電路中，常見隔離拓撲結(jié)構(gòu)與非隔離拓撲結(jié)構(gòu)。這兩種拓撲結(jié)構(gòu)各有其特點。相比較而言，非隔離拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢包括磁性元件尺寸更小、能效更高、元件數(shù)量更少、總物料單成本更低，以及能以機械設(shè)計滿足安規(guī)等，特別適用于內(nèi)含驅(qū)動器的LED燈泡及燈管應(yīng)用，已成為此類LED照明趨勢而大量被采用。而隔離拓撲結(jié)構(gòu)則因安規(guī)需求較適用于驅(qū)動器與的LED燈泡及燈管分開結(jié)構(gòu)之照明應(yīng)用。
　　NIKO-SEM提供之LED驅(qū)動器非隔離LED驅(qū)動器系列，採峰值電流採樣加平均電流採樣雙回授控制，因此能改善高功因應(yīng)用中單一平均電流回授控制中不可調(diào)光之缺失，同時快速回授特性可避免輸入電壓變換控制延遲造成LED過流毀損現(xiàn)象，可適用于多種非隔離LED驅(qū)動高功因與傳統(tǒng)非高功因應(yīng)用方案。
　　在傳統(tǒng)純電阻峰值電流採樣做法時電感電流全部流經(jīng)採樣電阻，因為採樣電阻上的峰值電壓每頂?shù)絻?nèi)部參考電壓時皆會立即關(guān)閉功率電晶體，因此每個開關(guān)週期電感電流峰值都會相同，無法隨輸入電壓正弦波振幅大小變化，功因也就無法有效提昇.NIKO-SEM在非隔離高功因降壓驅(qū)動應(yīng)用采用電阻并聯(lián)電容的獨特峰值電流採樣方式，使流經(jīng)電感上的電流能有效隨輸入電壓正弦波振幅大小變化，進而達成高功因的目的。
　　其原理為：
　　電容電荷公式中，Q=CV = IT ，其中并聯(lián)電容之Q（電荷）值、C（電容量）值以及V（採樣電壓）值皆為定值，電容電流I會隨導(dǎo)通時間T的變動而變化，由于輸入電壓正弦波振幅越大時流經(jīng)電感的電流斜率會變大，會較短導(dǎo)通時間頂?shù)絻?nèi)部參考電壓，所以輸入電壓正弦波振幅越大時，導(dǎo)通時間變越短，而電容電流I會越大，同時電感電流亦越大，因此具有良好高功因的表現(xiàn)，調(diào)整采樣電阻阻值則可隨意改變LED負載電流大小。
　　此外NIKO-SEM之LED驅(qū)動器提供一COMP腳專門做輸入電壓以及輸出負載變化補償用，使LED電流變化率得以控制在5%水準。以下圖1為NIKO-SEM提供之典型全電壓非隔離高功因BUCK架構(gòu)LED驅(qū)動電路。在圖1中，電阻R3、電容C4為峰值電流採樣元件，串聯(lián)于飛輪二極體D1的電阻R4為平均電流採樣元件，作為當(dāng)功率電晶體關(guān)閉時LED負載電流的採樣工作，電阻R4的每個工作週期電壓經(jīng)過電阻R5、電容C5積分成一平坦直流電壓值，當(dāng)LED負載電流越大則電阻R5、電容C5積分的電壓值越高，同時，輸入電壓越高時電阻R5、電容C5積分的電壓值亦越高，藉此可補償輸入電壓以及輸出負載變化。此電壓值于功率電晶體再度導(dǎo)通時疊加峰值電流採樣電壓，產(chǎn)生峰值電流採樣加平均電流採樣雙回授控制，共同疊加的訊號VLD以及峰值電流採樣電壓VCS如圖2所示。雙回授控制應(yīng)用時優(yōu)先設(shè)定平均電流採樣電阻R4阻值，公式為R4 = ILED / 0.25，然后再設(shè)定峰值電流採樣電阻R3阻值，公式為R3 = R4 / K，K=3.75。