电子变压器在驱动LED-MR16时的工作问题及解决方案.doc

电子变压器在驱动LED—MR16时的工作问题及解决方案
概述
     随着LED技术的发展，带来了照明界的一场革命。尤其是1W和3W大功率LED技术的成熟和成本的降低，LED在E27、GU10、PAR灯和MR16等领域广泛应用。然而，在电子变压器驱动的3＊1W的LED—MR16应用中，也存在一些问题。本文就电子变压器驱动3*1W的LED-MR16恒流驱动电源问题进行系统分析,并介绍BP1361构成的B2（Buck—Boost）解决方案.
     电子变压器在驱动LED时的工作问题
     为了更多了解电子变压器驱动LED的MR16射灯，这里先介绍电子变压器（以市场上买的飞利浦电子变压器为例)的工作原理以及在驱动MR16卤素灯的工作情况。图1为目前市场最为常用的电子变压器的原理图：
     图1 常用电子变压器原理图
其工作原理简单可以简述为：上电后,通过R1，R2给C3充电。当Vc3〉VDb1+VbeQ2时，Q2导通。此时会产生电流Imag1从M点 →T1→T2_a→Q2→R6→GND。Imag1很快将T2磁化至饱和，使Q2关断。同时在退磁时打开Q1,产生电流Imag2从 C4→Q1→R4→T2_a→T1→M点。之后重复以上工作。也就是说,在电路开启后其工作是依靠T2不断的磁化与退磁来维持，通常工作频为 25～（Imag)的基础上的，在电路的各个参数设计完成后，磁化电流（Imag）的大小正比于输出功率。对于卤素灯通常的功率范围为10～50W,输出电压通常为12Vac，其负载等效模型为一纯阻。
   那对于输出负载变成LED的MR16灯杯时，电子变压器的工作状就发生了变化。这主要由两个原因引起。
     第一、 对于LED的MR16灯杯通常的功率只有1~3W，而原先的电子变压器是按10～50W设计的，也就是说输出功率只有不到原来的1/10，在半桥回路中产生的磁化电流Imag已经不能使T2饱和，使电子变压器工作在不正常状态。
     第二、 图2为目前应用最为广泛的MR16灯杯中由BUCK电路构成的LED恒流驱动电源的原理图。从图中可以看出在整流桥（D1-D4)之后有一个很大的电解电容CE1（100～220uF）。对于电子变压器来说相当于负载由原来的纯组性负载变成了一个很大的容性负载。
图2 MR16 Buck恒流原理图文档为个人收集整理，来源于网络本文为互联网收集,请勿用作商业用途
图3为电子变压器输出带1颗3W时的输出电压情况.
图3-B
图3    变子变压器为MR16 LED灯的供电情况
放大后
图4-B 放大后
     图4    电子变压器为MR16 LED灯的供电时的工作情况
     BP1361在直流电压输入和单颗LED在MR16中的应用
虽然电子变压器在LED—MR16射灯里的工作状态不是很理想，但并不会对其可靠性产生太大的影响，这也是目前LED——MR16的专用恒流IC，上海晶丰明源半导体(BPSemi)推出的BP1361系列就是其中做得较好的一款IC。图5是 BP1361的应用原理图。
图5    BP1361应用原理图
从图5中可以看出，，还可以做到很宽的输入电压范围从5V到30V；宽输入电压输出精度达到±3%；很高的系统效率, 最高达97%;开路/短路/过温保护；PWM或模拟调光。对于直流电压输入或者电子变压器驱动单颗LED的MR16灯杯应用中，降压恒流基本可以满足需要。
图6与图7是BP1361在驱动1W及3W的LED在降压恒流应用中的输出特性。可以看到在输入电压很宽的范围其恒流精度可以做到±%以内.
图6b 1W LED输出电流变化率与输入电压
图7a 3W LED输出电流与输入电压
图7b    3W LED输出电流变化率与输入电压
2．另外，，大多数带有输出短路保护功能的电子变压器，在输出电容(CE1)加大到500uF左右时,就会被电子变压器误认为输出短路而使电子变压器出现保护不工作
BP1361在3＊1W 的LED-MR16灯杯里的应用
正如本文开头所说的，虽然BUCK电路在单颗LED-MR16灯杯中的应用可以做到很好的恒流。但在多颗串联的应用中就成了问题。主要是因为以下几个原因（结合图1和图2来说明）：
     1．在输出功做到3＊1W时，恒流电路中的储能电容CE1就需要最大的容量。比如:3颗