低功率(≤20W)LED照明解決方案
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●調光及調光范圍(切相調光器要求、調光比、浪涌電流限制、阻尼電路、泄放電路等)
MR11和MR16(MR表示“多面反射鏡”外罩)燈泡通常是鹵素燈，常見(jiàn)類(lèi)型的額定值有20W、35W和50W。典型的現有鹵素燈設計如圖5所示。
圖5：現有的傳統鹵素燈基本結構
輸入電壓可以是 DC 12V 或 24V 或直接插入到 120V 或 230V AC 電源。12V或24V電壓也可來(lái)自簡(jiǎn)單變壓器，后者接受電網(wǎng)AC電壓并輸出12V/24V AC輸入至燈具插座。LED 替代產(chǎn)品需要恒流控制。4W led MR燈相當于20W鹵素燈設計。某些型號具有調光特性，同時(shí)調光的目的是為增加可用性。
MR11/16 燈 LED 驅動(dòng)設計挑戰
MR11/16設計的最大難題在于缺乏燈架、燈泡形狀、功率因數、總諧波失真要求的標準(能源之星要求在>5W時(shí)LED照明產(chǎn)品≥0.9，集成燈具≥0.7)，同時(shí)系統功效低。必須考慮燈的尺寸來(lái)設計LED驅動(dòng)器的小巧空間，因為驅動(dòng)器必須容納在圖6的燈具內。
圖6：MR 燈的尺寸
有兩種印刷電路板外觀(guān)形狀。圖6所示產(chǎn)品是圓形的，以適應LED模組的背面形狀。圓形直徑應小于 30 毫米，較高的元件位于距中心接頭 5 毫米范圍內。圖7所示產(chǎn)品是垂直的;必須小于30 x 20 666mm。
圖7：MR 燈圓形印刷電路板設計
圖8： MR 燈立式印刷電6路板設計
MR11/16飛兆半導體公司解決方案
合適的LED驅動(dòng)器拓撲可以實(shí)現最佳成本解決方案。如果7輸入電壓為 12V 或 24V DC，可選擇升壓或降壓拓撲結構作為 LED 驅動(dòng)器 DC-DC 拓撲結構。如果 LED 8燈串的總正向電壓高于整流輸入電壓，則使用升壓拓撲結構。否則，使用降壓拓撲結構。DC-DC 功率級效率較高。一般情況下，該功率可高達 90%。然而，鎮流器變壓器效率很差。鎮流器變壓器不是開(kāi)關(guān)模式電源(SMPS)，而是將110V/220Vac轉換為12V/24Vac的變壓器。雖然 DC-DC 功率級效率高，但 AC-DC 變壓器及 DC-DC 拓撲結構的系統總效率較低。
對于 MR LED 燈驅動(dòng)器，需要解決系統效率低、功率因數校正和總體諧波失真要求，以適合有限的小型印刷電路板空間。目前使用 AC-DC 變壓器加 DC-DC 拓撲結構的解決方案是當前已經(jīng)安裝的結構： 鹵素燈插座和鎮流器變壓器。這可以節省安裝投資成本，但會(huì )犧牲電力效率。這種基礎設施將被更有效的結構所取代。制造商也開(kāi)始將 AC-DC MR 燈推向市場(chǎng)。
AC-DC MR 燈把 LED 驅動(dòng)器集成到燈殼體，而不需要鎮流器變壓器。在此結構中，總功率效率可能達到 80% 以上。一般情況下，既將 AC-DC LED 驅動(dòng)電路板構建到小的燈殼體內，又同時(shí)滿(mǎn)足應用場(chǎng)景的功率因數和總體諧波失真要求并非易事。還有一種首選方法，就是不使用壽命時(shí)間小于其他半導體元件或無(wú) 源電氣元件(如電阻、陶瓷電容器和電感器)的電解電容器。AC-DC MR 型 LED 燈的設計是一個(gè)新的設計挑戰。
Fairchild建議采用新的LED驅動(dòng)器來(lái)解決AC-DC問(wèn)題;如圖9所示的FL7701。它是“智能”非隔離PFC降壓LED驅動(dòng)器解決方案。利用直接AC線(xiàn)路輸入電壓，可能獲得適應MR燈具的較小PCB外形。此LED驅動(dòng)設備避免了常用于輸入、輸出和IC Vcc電 壓的電解電容。省去電解電容可延長(cháng)產(chǎn)品壽命并減少印刷電路板空間，同時(shí)降低材料清單成本。使用幾個(gè)外部元件便可滿(mǎn)足功率因數 (PF) 和總體諧波失真要求，同時(shí)實(shí)現 80% 以上的效率。相對于升壓設計，降壓拓撲結構還具有恒定輸出電流(降低紋波電流)的優(yōu)勢，因為電感器與輸出串聯(lián)放置，即降壓拓撲結構看起來(lái)像是 LED 負載的恒定電流源。升壓拓撲結構的輸出電流是不連續的，除非使用輸出電容來(lái)過(guò)濾紋波電流。波形比較如圖 10所示。
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