100W高可靠性LED球泡燈驅動電源設計

導言：本文介紹了一款針對高功率LED燈泡替換應用的LED驅動器參考設計。該驅動器可為100 W A19白熾燈泡的LED替換燈提供所需的功率，它是一款非隔離式、高效率(93%)、高功率因數(PF) LED驅動器，該驅動器可恰好放入A19燈泡內，不僅符合EN61000-3-2 C (D)標準，還可輕松達到THD限值要求。功率因數(PF)值超過0.95，因此既適用于商業應用，也適用于消費類應用。

據測算，中國照明用電約占全社會用電量的12%左右。如果把在用的白熾燈全部替換為節能燈或LED照明燈，年可節電480億千瓦時，相當于減少二氧化碳排放4800萬噸。可見LED照明市場潛力的巨大。國家發改委發布《中國逐步淘汰白熾燈路線圖》也間接地推動LED照明市場的發展。

圖1：100W白熾燈淘汰路線

100 W A19白熾燈泡替換應用的LED驅動器的市場潛力

Power Integrations產品營銷經理Andrew Smith道：“所有的國家都是先從大功率的100W白熾燈開始淘汰，接下來才是75W等小功率的白熾燈。歐盟在2010年就淘汰了100W白熾燈，美國、中國等則是在2012年開始淘汰。所以市場上對于能替換100W白熾燈的大功率LED是有非常強勁的市場需求的。”

現在100 W白熾燈替換LED一般都需要采用PAR38，采用A19規格的LED尚未出現。現在PI已經推出業界首個針對100 W A19白熾燈泡替換應用的LED驅動器設計DER-322，該驅動器可為100 W A19白熾燈泡的LED替換燈提供所需的功率，這是業界首個此類設計。PI大功率LED驅動設計的推出，對于替換100W白熾燈大功率LED快速進入市場有很大的推動的作用。

DER-322驅動器可恰好放入A19燈泡內，不僅符合EN61000-3-2 C (D)標準，還可輕松達到THD限值要求。它的功率因數(PF)值超過0.95，因此既適用于商業應用，也適用于消費類應用。由于將PFC和CC轉換集成 于同一開關級中，該設計的元件數非常少，這有助于實現驅動器的小型化、降低其成本和增強可靠性。此外，它采用了陶瓷電容元件，省去了短壽命的大容量輸入電解電容，對于產品壽命的提高大有幫助。

圖2： Power Integrations DER系列LED驅動器研發路線

DER-322適用性也比較突出。它不僅適用于A19白熾燈泡的LED替換燈驅動器，也可配置為T8燈管的LED替換燈驅動器，因此，無論對于高端LED照明設計師，還是致力于優化零售類低成本的設計師來說，它都具有很強的吸引力。該參考設計稍加修改即可支持可控硅調光。

當然，客觀的說，目前大功率LED還有很多技術問題需要解決，除了PI優先解決的LED驅動部分之外，其他比如散熱、大功率LED顆粒等還需要其他相關廠商共同努力才能有最終產品出現。

Andrew Smith指出：“只要有了明顯的市場需求，那么相應的廠商就會加大特定技術的投入。我認為2012年年底能替換100W白熾燈的大功率LED終端產品就有望出現。”在有了相應產品之后，在各國政府政策的推動下，相信大功率LED會有很好的發展潛力。

100W高可靠性LED球泡燈驅動電源設計方案

本設計利用DER-305 PCB板制作，最大限度地利用了LNK460VG器件散熱器的面積。

表1 ：電源規格明細表（下表是可接受的最低性能設計要求。實際的輸出結果為右側列出部分。）

圖5：針對100W高功率A19白熾燈泡替換應用的LED驅動主要電路圖