電子變壓器驅動LED-MR16射燈電源的問題及其BP1361解決方案

本文主要就電子變壓器驅動3*1W的LED-MR16恒流驅動電源問題進行系統分析，并介紹BP1361構成的B2（Buck-Boost）解決方案。

電子變壓器在驅動LED時的工作問題

為了更多了解電子變壓器驅動LED的MR16射燈，這里先介紹電子變壓器（以市場上買的飛利浦電子變壓器為例）的工作原理以及在驅動MR16鹵素燈的工作情況。圖1為目前市場最為常用的電子變壓器的原理圖：

  

圖1 常用電子變壓器原理圖

其工作原理簡單可以簡述為：上電后，通過R1,R2給C3充電。當Vc3>VDb1+VbeQ2時，Q2導通。此時會產生電流Imag1從M點→T1→T2_a→Q2→R6→GND。Imag1很快將T2磁化至飽和，使Q2關斷。同時在退磁時打開Q1，產生電流Imag2從C4→Q1→R4→T2_a→T1→M點。之后重復以上工作。也就是說，在電路開啟后其工作是依靠T2不斷的磁化與退磁來維持，通常工作頻為25~50KHz左右。在這里需要說明的是T2的磁化是建立在一定的磁化電流（Imag）的基礎上的，在電路的各個參數設計完成后，磁化電流（Imag）的大小正比于輸出功率。對于鹵素燈通常的功率范圍為10~50W，輸出電壓通常為12Vac，其負載等效模型為一純阻。

那對于輸出負載變成LED的MR16燈杯時，電子變壓器的工作狀就發生了變化。這主要由兩個原因引起。

第一、 對于LED的MR16燈杯通常的功率只有1~3W，而原先的電子變壓器是按10~50W設計的,也就是說輸出功率只有不到原來的1/10，在半橋回路中產生的磁化電流Imag已經不能使T2飽和，使電子變壓器工作在不正常狀態。

第二、 圖2為目前應用最為廣泛的MR16燈杯中由BUCK電路構成的LED恒流驅動電源的原理圖。從圖中可以看出在整流橋(D1-D4)之后有一個很大的電解電容CE1（100~220uF）。對于電子變壓器來說相當于負載由原來的純組性負載變成了一個很大的容性負載。

 

圖2 MR16 Buck恒流原理圖

圖3為電子變壓器輸出帶1顆3W時的輸出電壓情況。

 

圖3-A

放大后 

  

圖3-B

圖3  變子變壓器為MR16 LED燈的供電情況

從圖3-A中可以看出電子變壓器的輸出電壓受到100Hz(50Hz經過整流后)的調制。當輸入電壓在過零點附近時輸出為零（占整個周期的1/3,約3mS），這就需要在LED恒流電源里有一個很大的電解電容(幾百uF)去給Buck電路提供足夠的能量來恒定LED的電流。

正如上面第二點所說，幾百uF的容性負載對于電子變壓器而言會使其一直工作于間歇狀態如圖3-B所示。結合圖1和圖2可以很容易分析出產生這種情況的原因：當電子變壓器上電后，R1，R2給C3充電，當Vc3>VDb1+VbeQ2后，Q2導通工作，產生磁化電流（Imag）使整個半橋電路開始工作，并給LED驅動電源中的電解電容CE1及為LED提供能量（如圖4-B中的A區）。

當CE1中的電壓被充至與電子變壓器的輸出電壓相等時，電子變壓器中的T1輸出繞組中的電流為零,Imag也下降到零，從而使整個整流橋電路停振(如圖4-B的B區)。停振后，R1，R2再次給C3充電，之后一直重復上面的工作（如圖4-A）。通常不同生產廠家的電子變壓器的間歇頻率也不一樣，這主要是R1，R2及C3的設計值不一樣導致。

 

圖4-A

　　放大后  

  

圖4-B 放大后

圖4  電子變壓器為MR16 LED燈的供電時的工作情況