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A19、E14/17、E26/27 球泡燈 LED 驅動器設計
在我們的 LED 照明趨勢博客系列中，我們討論了 MR11/16 燈 LED 驅動器設計的難題。現在，我們來看看 A19、E14/17、E26/27 球泡燈 LED 驅動器的設計。
某些燈泡類型稱為「螺口燈頭」和「蠟燭燈」。大多數是用 CFL 或 LED 替代的白熾燈，贏得了大多數應用需求。
A19、E14/17、E26/27 螺口燈泡結構
輸入電壓直接來自交流電源，插座類型為： E14/17（蠟燭型）、A19/E26/27（螺口式）（對於蠟燭型燈，額定功率為 1〜5W；對於白熾燈替換，額定功率為 4〜17W。） 外形尺寸如圖1 和圖2 所示。
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| 圖 1. 蠟燭型燈示例（(L： 99 毫米，D： 26 毫米，E： 17 毫米） |
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| 圖 2. 螺口燈泡示例（L： 105 毫米，D：55 毫米，B：26 毫米） |
A19、E14/17、E26/27 螺口燈泡 LED 驅動器設計挑戰
對於蠟燭型燈，該 LED 驅動器的設計挑戰是小型印刷電路板空間。該印刷電路板空間小於 MR 燈空間，並工作於 AC 輸入電壓電源。採用 LED 驅動器設計來替換白熾燈，其印刷電路板空間比蠟燭型燈或 MR 型燈大，額定功率也較大，因此 LED 驅動器也較大。印刷電路板空間受到限制，類似於蠟燭型燈。對於螺口燈泡設計，功率因數和總體諧波失真幾乎是強制性要求，還有額外的調光器操作要求。
對於具有燈座側拋物線形狀的E26/27 燈泡，印刷電路板的外形尺寸為燈座側： 20 毫米；LED 模組側： 35 毫米；寬度： 70 毫米（參見圖 3）。
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| 圖 3. E26/E27 印刷電路板外形尺寸示例 |
效率需大於 75%。調光器的設計要求包括與各種保持電流兼容、在大範圍的光振幅內呈線性方式工作、以及無閃爍。
A19、E14/17、E26/27 螺口燈泡Fairchild解決方案
在安全性方面，隔離型驅動器為首選。在該功率範圍內，首選的 LED 驅動器解決方案是反激式拓撲結構。對於蠟燭型燈，功率因數和總體諧波失真雖然是低功率應用，但仍為強制性要求。很多設計人員使用單級反激式解決方案。單級功率因數校正反激式拓撲結構減少了印刷電路板的尺寸，因為它可省去大體積輸入電解電容器。使用單級初級端調節(PSR)反激式解決方案可進一步減少元件數量。憑藉其低材料清單 (BOM) 成本、隔離特性、功率因數校正及寬泛的輸入電壓範圍，PFC PSR 反激拓撲有望成為首選的 LED 驅動器拓撲結構。
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| 表 1. Fairchild 初級端調節控制器 |
在 PSR 拓撲中，無需次級端反饋，因此無需光隔離器、誤差放大器（如 TL431），以及補償和偏置電阻和電容。圖 4 顯示簡易 PSR 原理圖。
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| 圖 4. 初級端調節器原理圖 |
初級端調節反激式拓撲結構的優點包括：
初級端調節反激式拓撲結構工作於兩種模式：恆定電壓 (CV) 和恆定電流 (CC)。LED 驅動器應在恆流模式下運行，以便更好地控制 LED 燈串的照明亮度輸出。圖 5 顯示 PSR 調節反激的 I-V 特性。
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| 圖 5. 初級端調節反激式 LED 驅動器的 I-V 輸出特性 |
PSR 最好採用非連續導通模式 (DCM)，因為此模式支持更好的輸出調節。典型的波形如 圖 6 所示。
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| 圖 6. DCM 反激式轉換器的波形 |
當工作在恆定電壓調節模式下時，在電感器電流放電時間 tDIS 期間，輸出電壓與二極管正向電壓降之和會反射回輔助繞組端。由於二極管正向電壓降隨電流減少而減少，輔助繞組電壓反映了二極管導通時間 tDIS結束時的輸出電壓。通過在二極管導通時間結束時對輔助繞組電壓進行採樣，可以獲得輸出電壓信息。
當工作於恆定電流調節模式下時，使用峰值漏極電流 IPEAK和電感器電流放電時間 tDIS 以估算出輸出電流，因為輸出電流與在穩定狀態下與二極管電流的平均值相同。採用 Fairchild 的 TRUECURRENT™ 技術，恆流輸出可得到更準確地控制。
在這五部分博客系列的下一部分和最後部分，我們將討論 PAR16、20、30、38 燈 LED 驅動器設計。
來源：電子工程博客 Fairchild
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