摘要：針對現有LED驅動電路存在電解電容限制壽命的不足，提出了一種無電解電容的LED驅動電路的設計方法。該方法采用Panasonic松下MIP553內置PFC可調光LED驅動電路的芯片，與外部非隔離底邊斬波電路合成作為基本的電路結構，輸出穩定的電流用以滿足LED工作的需要。同時設計保護電路來保護負載。實驗結果表明，控制器芯片能穩定工作，并且可以實現27V的恒壓輸出和350mA的恒流輸出。

　　LED（發光二極管）以其節能、環保、高亮度、長壽命等諸多優點成為新一代的綠色照明光源。隨著LED照明技術的日漸成熟，它終將用于生活的各個方面，并成為照明光源的新寵。然而，高效率、低成本、高功率因數和長壽命的驅動電源是LED燈發光品質和整體性能的關鍵。

　　現在市面上替代一般燈泡的LED燈是白熾燈泡壽命的約40倍，相當于4萬小時。由于LED是直流電流驅動零件，通過流過的電流，直接將電能轉變為光能，因此也稱為光電轉換器。因為不存在摩擦、機械損耗，所以在節能方面比一般的光源的效率高。但是，當AC電源接通時，一般是使用整流零件和平滑回路的直流穩定化電源，該平滑回路中必要的電解電容會因周圍的溫度及自身的發熱而上升10℃，而導致壽命減半所以電解電容阻礙了LED照明器具的壽命。

　　為了提高驅動電源的壽命、簡化電路、降低成本以及提高功率密度，有必要去掉電解電容，為此文中提出一種無電解電容的高亮度LED驅動電源。

　　1 LED電源的基本工作原理

　　采用BUCK變換器、IPD控制實現開關電源，輸出恒定的電流和電壓，驅動LED燈。電路的總體框圖如圖1所示。

　　主電路部分，在市電之后緊接著接了一個濾波器，它的作用是濾除電源中的高次諧波以及電源中的浪涌，使得控制電路受電源的干擾小。輸入整流部分采用一體式的整流橋，通過二極管的單向導通的特性將電平在零點上下浮動的交流電轉換為單向的脈動的直流電，再在濾波電容和電感的作用下，輸出直流電壓。經過MIP553和BUCK電路的調節和控制后輸出供LED使用的電壓。

　　2 LED電源的具體設計

　　2.1 輸入電路的設計

　　為了延長LED驅動電源的使用壽命，使之與LED相匹配，必須要去除電路中的電解電容。

　　電路的設計指標為：輸入交流電壓Vm:198-264VAC/50Hz;輸出電壓Vo:27VDC;輸出電流Io:0.35A.

　　輸入電路包括噪聲濾波裝置、安全保險裝置以及輸入整流裝置，如圖2所示。

　　噪聲濾波裝置主要由電容C1/C2/C3和電感L1組成，其作用是在小于1MHz的頻段內，能夠減少電磁干擾（EMI ）。此裝置也可以鏈接在AC交流之后，整流裝置之前，其濾波效果是一樣的。安全保險裝置由保險絲和ZNR1組成，保險絲主要防止有危害電路的尖峰電流產生的時候迅速切斷電路以保護負載；ZNR1是浪涌吸收器，對于來自輸入端的靜電和浪涌進行吸收，以此來保護后面的電路。輸入整流裝置，是將交流電轉換成直流電，輸入整流橋的選擇：整流橋二極管的電壓應力為：

　　考慮裕量，選用TSC GBL205（VR=600V，IFAN=1A）。

　　2.2 輸出電路的設計

　　輸出電路由基本的BUCK電路和一個穩壓二極管DD1組成。如圖3所示。

　　2.2.1 BUCK變換器及其優勢

　　Buck變換器又稱為降壓變換器、串聯開關穩壓器、三端開關型降壓穩壓器，是一種輸出電壓等于或小于輸入電壓的單管非隔離DC/DC變換器。

　　工作中的輸入電流is，在開關閉合時，is》0;在開關打開時，is=0，故is是脈動的，但輸出電流io在電感、二極管、電容的作用下卻是連續的、平穩的。特別適合為LED提供工作電流。

　　FRD1的選擇標準：額定電流大于2倍的輸出電流，額定電壓大于輸入電壓，其反向恢復時間也要在 100ns以內，考慮裕量，FRD1的參數為：15A，600V，trr=50ns.用類似的方法選擇T1和Cout，那么其參數分別為：T1:680μH;Cout:1μF，50V.

　　2.2.2 穩壓二極管DD1

　　在低輸入電壓的某范圍內，若沒有像DD1的這種反向裝置，那么在開關關斷的瞬間將會有反向電流流過IPD，而IPD是不允許有這種電流的，因為這種反向電流將會導致IPD的損壞。

　　DD1所受到的各應力：IDD》2·Io=2×0.35=0.7A，UDD》Uo，反向恢復時間trr《100ns.考慮裕量，其選擇的參數為：3A/60V/75ns.