低功率LED照明的闪亮好主意：用于最流行的三类LED灯的成本节省解决方案 ...

由于在住宅和零售领域中低功率LED灯开始取代传统的白炽灯和卤素灯，市场对设计适合标准灯泡类型并具有高成本效益的紧凑型LED替代产品的需求日益增长。

所有灯泡的基本要求都非常相似：每种设计都要求减少元件数目和成本、小PCB面积，具备高效率、高功率因数(PF)以及低总体谐波失真(THD) 。不过，设计细节会依据特定的灯泡而变化，在本文中，我们会探讨三种最常用的LED灯类型，并针对每种设计给出建议。

20W 至 50W聚光灯和泛光灯(MR11/16)

这些典型的卤素灯具有20、30或50W的额定值，其空间是有限的。LED替代灯泡可以使用以下两种PCB布局之一：直径小于30mm(在中心连接器的5mm内有较高元件) 的圆形布局，或尺寸小于30 x 20mm的垂直形布局。

该类灯可使用AC 12或24V输入电压，或者可以直接插入120或230V 的AC主电源中。通常使用变压器将AC主电压转换为合适的DC电压。DC/DC功率级具有高效率(可高达到 90%)，而降压变压器效率不高。在如此狭小的空间内提高变压器效率是相当困难的。

我们推荐使用FL7701智能非隔离型PFC降压LED 驱动器，如图1所示。

图1. FL7701智能非隔离型PFC降压LED驱动器

由于直接使用AC线路输入电压，因而总体占位面积较小，并且省去了通常用于输入、输出和V_CC 电压的电解电容器，从而延长了产品寿命并削减了尺寸和成本。

旋入式“爱迪生”螺口插座(A19, E14/17, E26/27)

这些灯通常为白炽灯，在AC输入电压下工作。调光功能是常见特性，首选隔离驱动器以提高安全性。因为额定功率较高，LED驱动器可能较大，因而在设计上再次受到尺寸的约束。

利用单级功率因数校正(Power Factor Corrected，PFC)反激式拓扑，可以省去输入电解电容器，因而减小了PCB尺寸。采用初级端调节(Primary Side Regulation，PSR)反激式拓扑，可以节省更多的PCB空间。

FL7730包含了PFC和调光控制。FL7732可以直接替代FL7730，但无调光特性。图2所示为FL7730用于PSR反激式拓扑的应用示例。

图2. 采用FL7730的PSR反激式拓扑

较高功率的聚光灯和泛光灯(PAR 16, 20, 30, 38)

该灯座使用旋入式E26/27型规格或两脚GU10型规格。更大的灯泡尺寸意味着LED驱动器有更大的空间。先前所述FL7730单级PFC反激式 拓扑会是具有脉宽调制(pulse width modulation，PWM)和临界导通模式(Critical Conduction Mode，CCM) 的PFC单级反激式控制器的一个好选择。请注意，在反激式拓扑中，较高的功率会在MOSFET两端产生较高的V_DS 峰值，因而MOSFET需要较高的额定BVDss 。因而单级PFC受控反激式设计会比两级设计更简单，并具有良好的效率。图3所示为采用PFC控制器FL6961、FL7930B、或FL7930C的基本原理图。

图3. CRM PFC拓扑

结论

飞兆半导体提供用于低功率LED灯的创新解决方案，其选项包括AC/DC非隔离PFC降压和单级PFC初级端调节离线拓扑，因而设计人员可以选择紧凑的高效解决方案，为大多数常用灯泡类型提高性能和降低成本。

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