引言
LED以其高效、节能、环保、寿命长等优点成为了第四代绿色光源。LED驱动电源直接决定LED灯的可靠性与寿命，是LED照明发展的推动力。
由于LED具有非线性和温度敏感的特性，其驱动必须采用恒流驱动，同时为了节电，且减少对电网供电质量的影响，其驱动电路还必须具有高效率、高功率因数、低成本等性能。本文设计了一种单级PFC反激式LED恒流驱动电路，可以很好地满足以上要求。
单级PFC反激式电源是目前研究的热点，它因结构简单、体积小、低成本、可多路输出等优点而被认为是较理想的LED驱动电源。文献提出了一种单级LED驱动电源，它采用电流连续模式( Continuous Conduction Mode，CCM) 的反激变换器拓扑。CCM基于乘法器控制技术，使得输出电压和输入电流纹波都较小。但需要进行双环控制，因此结构复杂; 开关管导通时不是零电流导通，导致开关管开关损耗较大，以至于电源的工作效率有所降低; 且二极管也存在反向恢复问题。但变换器工作频率固定，总谐波失真小，且di /dt小，因此EMI滤波器易于设计。文献提出的反激式变化器采用电流断续模式( Discontinuous Conduction Mode，DCM) 。DCM因输入峰值电流可自动随输入电压变化，单环控制即可满足要求; 且二极管不存在反向恢复问题。但如果输出功率相同，就会出现输入电流、输出电压的纹波较大，开关管关断损耗和二极管导通损耗，以及器件的电流应力都较大，转化效率低。临界导通模式( Boundary Conduction Mode，BCM) 在性能和成本之间找到一个平衡点。与DCM相比，BCM 的器件应力小，效率高。而与CCM相比，BCM中MOS管软启动，不存在二极管的反向恢复问题，控制电路简单，且成本低。同时在深度DCM时，避免了电流峰值过大的缺点。
本文以电流临界导通模式PFC控制芯片APl661为核心搭建了一种单级PFC反激式LED 恒流驱动电路，在本文的第二节和第三节以此电路为例分别分析了其设计思路与其工作原理，最后制作了一台输入交流电压85V～264V，输出功率40W的LED恒流驱动电源样机，第四节分析其试验结果，结果表明该电源能够能实现低成本，高功率因数和高效率等特性。
1 设计思想
功率因数校正方法常用的主要有无源功率因数校正和有源功率因数校正两大类。有源功率因数校正电路( APFC) 具有以下优势: 高达0.90～0.99的功率因数; 总谐波畸变率低; 在宽范围AC88～265V或者宽频带，这样的输入条件下APFC电路仍能工作; 一般情况下输出电压保持稳定; 小而轻等。目前，有源功率因数校正电路最常采用Boost转换器，这种转换器的的输出电压一般在390 V左右，此值与输入电压的峰值比较，高出了输入电压峰值。因此在输出电压较低时，单级PFC反激式开关电源可满足安全实现低压输出的要求。本设计在上节的研究分析的基础上，兼顾LED驱动电源的特点，最后本设计的转换器选用了临界导通模式的高功率因数转换器，既实现了有源功率因数校正，又满足了高低压电气隔离的要求，同时也有效的保障了电源的安全性。本设计LED驱动原理框架图如图1所示。
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