本文首要针对现有LED驱动电路因存在电解电容而缩短其寿数的缺陷，提出了一种无电解电容的LED驱动电路的规划计划。该计划以延伸电路运用寿数为主题，以开关电源与线性电源彼此结合为根底，取长补短充分运用各自的优势，因为开关电源具有高功率的能量改换的特色而线性电源具有无输出纹波的特色，本规划计划充分运用其各自的优势来代替电解电容滤波，有用的处理了现有 LED驱动电路存在寿数短的问题。这款LED驱动电路无大容量电解电容，小型电容可以选用长寿数的薄膜电容等容性元件，使其具有寿数长、功率高、纹波电流小特色，而且具有较高的安全性和安稳性。
1.前语
LED（发光二极管）为新一代的绿色照明光源，具有节能、环保、高亮度、长寿数等许多长处。它不只是照明光源的新宠，也与人们的日子戚戚相关。因而，研发长寿数的驱动电源，构建高功率、低成本、高功率因数和是LED灯发光质量和全体功用的要害，也是 LED照明技能发展的需求。据不彻底统计现有的白炽灯泡寿数比LED灯少约40倍。因为发光二级管不只是直流电流驱动器材，也是光电转化器，有将光电转化的功用。它的作用首要是通过活动电流，将电能转变为光能，所以其优势是比一般的光源的节能功率和作业寿数都要高。可是，在LED驱动电源的整流电路和滤波电路中一般需求运用大容量的电解电容。电解电容器的寿数一般为l05℃/2000h，就是说当电容周围温度升高到105℃时其寿数只要84天，即便作业在温度为85℃的环境中，运用寿数也仅为332天，所以电解电容是阻止LED驱动电路寿数的首要原因。为了进步驱动电源的寿数，有必要去掉电解电容，为此文中提出一种无电解电容的高亮度LED驱动电源。
2.LED驱动电路的作业原理
本规划计划电路的全体框图如图1所示：
电路拓扑选用反激式拓扑电路、运用PWM操控开关频率，使其输出安稳的电流和电压，驱动LED灯。首要包含：前级维护电路、EMI滤波电路、整流电路、RCD钳位电路、同步整流电路、功率转化电路、输出滤波电路、反应电路、操控电路等。
为了使电路受电磁搅扰较小，将EMI滤波电路接在前级维护电路后，通过它将电路中的高次谐波和电路中的浪涌滤除。
在输入整流部分上，分别由桥式整流电路及π型滤波电路构成，因为二极管具有单导游通的特性，所以桥式整流电路可以将沟通电转化为单向的直流电，然后在π型滤波电路的作用下，输出安稳直流电压。
再由操控电路调理和操控使输出到达规划值，最终通过输出滤波电路，使输出波纹减小变成直流电，最终将直流电输出给LED运用。
3.LED驱动电路的详细规划
3.1 输入电路的规划
本规划电路的目标为：输入沟通电压Vin:90-264 VAC/50-60Hz;输出电压Vo:27VDC;输出电流Io:0.68A.
如图2所示，输入电路包含安全保险设备、EMI噪声滤波设备、桥式整流电路和π型滤波电路。
如图2所示，为了削减在1MHz的频段内的电磁搅扰，由电容C1、C2和电感L1、L2组成了EMI噪声滤波电路。安全保险设备由保险丝和 ZNR组成，当有损害电路的尖峰电流发生的时分，保险丝会敏捷堵截电路以维护负载；ZNR是浪涌吸收器，当驱动电路的输入端呈现静电和浪涌时它会变得阻抗很高，因而可以维护后边的电路。桥式整流滤波电路，它的作用是将沟通电转化成直流电，这以后的π型滤波器的作用滤除电路中电压与电流的波纹。
3.1.1 EMI滤波器的规划
EMI滤波电路图如图3所示，EMI滤波电路在整流桥前，由差模电容CX1和CX2，首要用于衰减差模搅扰，其值一般较大。
为了削减差模搅扰，所以在整流桥后添加由C1、C2和L1组成π型差模滤波器。
EMI滤波电路中的差模电容选用X安规电容，安全等级为X2，其耐压值2500V，其间CX1=0.47uF，CX2=0.01uF.共模电感LX1为7mH和LX2为1mH.整流桥后π型滤波电路的C1和C2滤波电容选用耐压450V的薄膜电容，其电容值为0.22uF;差模电感L1巨细为1mH.
从图4中可以看出，当频率高过1KHZ时噪声信号会有显着的下降。可以看出该电路可以有用地下降高频搅扰。
3.1.2 整流桥二极管的挑选
整流桥二极管的电压应力为：
考虑裕量，选用H D 0 6 （ V R = 6 0 0 V，IFAN=0.8A）。
3.2 高频反激变压器的规划
3.2.1 变压器的参数的规划
（1）运用90Vac输入电压和9串负载做为最差作业条件来规划。
3.2.2 变压器的仿真
如图5所示，变压器作业在DCM条件下原边与副边的电路电流波形图。从图中可以看出原边电流Ipm与副边电流Ism的值总是在从0开端添加，变压器作业在此状况可以确保能量的根本彻底传递。
3.3 输出电路的规划
如图6所示。输出电路由整流二极管D4，滤波电容C9，C10和稳压管D5组成。
3.3.1 输出整流二极管的挑选输出整流二极管D4的挑选规范：额外电压应大于1.5倍的输入电压，额外电流应当大于2倍的输出电流，反向恢复时间小于100ns.综上所述，D4挑选为MB220，其参数为：200mA，100V，trr=50ns.
3.3.2 输出电容的挑选
如图6所示，C9和C10是输出滤波电容，因为输出负载是LED串，依据LED的伏安特性，LED 正导游通电压的较小的动摇，都会导致LED导通电流较大的变化，因而要操控输出的纹波电压，而且在操控环节选用电流补偿和进步开关频率的技能，使得在不增大纹波电压的情况下恰当的减小输出电容值，因而这儿选用的是四个22nF/50V的电解电容并联。
3.3.3 稳压管的挑选
如图6所示，D 5为输出电路中的稳压管，因为当开关关断的瞬间将会有反向电流流过IPD，这种反向电流将会导致器材损坏，所以应在输出电路中添加稳压管。运用的稳压管应到达目标：I D》2？Io=2×0.68=1.36A，UD》Uo=27V，反向恢复时间trr《100ns.考虑裕量，所以本规划选用的器材为 MB220，其规划的参数为：2A/43V/50ns.，。
如图7 所示， 负载的电流波形图为i（p），负载的输出电压波形图为out，从图中可以看出，输出电压安稳在27.8V，输出电流安稳在0.68A.
3.4 有源纹波补偿电路的规划
3.4.1 有源纹波补偿理论
因为现有的L C滤波电路无法彻底滤除纹波，而且电容量小的电容滤波作用更差，所以传统的开关电源输出波纹大，若流过LED的电流纹波过大将不只影响了LED的光效，而且影响LED的光衰，特别是电解电容因为它的运用寿数短，然后严峻的缩短了开关电源和LED的运用寿数。因而，从研讨小电容量下手、以输出纹波小、能量改换功率高为内容，以运用的安全性和长期性为意图，构建新式驱动电源，是十分重要的和必要的，是当时急需处理的问题，具有必定的科学性和可靠性。
文献［4］在总结主辅补偿电路的根底上，选用线性电源对电感纹波电流进行补偿的办法，其电路结构如图8所示。通过检测电阻R1的电压来检测电感纹波电流，放大器输出与电感纹波电流反向的补偿电流通过电阻R5将电感纹波电流补偿。该电路通过用电阻匹配来处理纹波电流补偿问题，简单完成；而且省去电解电容，使得电源的运用寿数可以延伸。
3.4.2 有源纹波补偿电路的规划与仿真
如图9所示，有源纹波补偿电路由三极管，运算放大器A1，A2，和电感电流检测电阻组成。其原理是通过检测电感两头的电流，通过运算放大器A1和A2比较后操控三极管的开关完成电流的补偿。
如图10所示，图i（p）为电感输出电流，图i（e）为补偿电流，二者叠加后为输出到二极管的电流。从图中可以看出，通过补偿电路对LED电流的补偿可以有用地减小电流波纹。
4.结束语
现在LED驱动电路中，影响驱动电路全体寿数的首要因素是储能电容，所以本设 计选用线性电源按捺输出波纹，到达减小储能电容的电容量的意图，因而可以在不添加输出波纹的情况下选用寿数长的薄膜电容替代电解%&&&&&%，然后进步LED驱动电路的全体寿数。从仿真成果来看，选用以有源纹波补偿后，电路运转安稳，各项目标满足要求，这说明此办法可以有用的进步了驱动电路的运用寿数。
