摘要：  本文主要根据LED照明市场中路灯规格的要求：高效率，低成本，满足C类功率因数校正设计而成。该方案中宽电源范围(AC90V-AC264V)输入可以满足全球市场要求，同时根据不同地域要求可以自由更改设计成隔离和非隔离方式。

关键字：  LED灯，  恒流控制，  功率因数校

一. 概述

随着全球可用能源的减少，世界各国节能法规和措施相继出台，其中和城市生活密切相关的路灯开始由老式的金属钠灯逐步向LED灯的更替。其更换的理由主要为两个方面：(1) 金属钠灯的高耗能 (2) 使用寿命金属钠灯比LED灯短。在相同的发光效率条件下，目前使用的金属钠灯消耗功率250W左右，使用LED灯时消耗功率仅为120W-140W左右。不言而喻，使用LED灯的节能效果就很清楚了。市场上出现过很多简易、单级PFC对策方案，有的PF值也很高，最大可以超过0.90，但是无法通过C Class设备中3次谐波要求。本文就市场正在开发的节能LED灯驱动系统提供一套完整的高效、恒流驱动方案，敬供广大工程师参考。由于本文是在实测的基础上总结而成，除同EMI相关的参数或许需要稍微变更外，其他参数可以直接参照使用，以减少开发时间，直接为企业更早占领市场带来效益。

二.该方案的构成和特点

1. 简单的系统构成：单个半导体IC完成一个系统

该方案中根据目前大多数采用输出DC47V-DC49V的电压对1W/3W功率LED灯进行恒流控制，同时满足PFC要求设置了PFC和DC两部分。通过日本Sanken公司开发的一款半导体IC:SPI-9150同时完成PFC和DC控制。系统结果如下所示：

该系统中PFC部分采用了临界模式PFC控制方式，DC部分采用准共振工作方式，同时PFC输出电压随着AC输入电压的不同自动改变输出电压从而实现整个系统的高效率。由于单个控制器同时完成上述三个功能，外围电路简单，元件少，从而实现整个系统的低成本(详细请见后续实际使用电路图)

3. 满足目前普通照明系统中C类设备功率因数校正(PFC)要求

虽然目前对LED照明设备中谐波要求还未出台正式的国家标准，但是根据IEC61000-3-2的规定，25W以上照明设备需要满足C类设备谐波电流要求。本方案中由于采用有源PFC，不仅满足谐波电流要求，而且全电压范围内PF值可以达到0.99。

(1) 根据IEC61000-3-2的规定：C类设备的限值(表一)

(2) AC110V输入/DC输出120W时实测PFC值和谐波测试结果

电流和PFC输出电压 流分量图

(3) AC220V输入DC输出120W时实测PFC值和谐波测试结果

实测整个系统变换效率和功率因数(PF)

4. 绝缘/非绝缘可以自由选择

根据不同的地区要求和成本要求可以自由设计为绝缘/非绝缘方式

5. 丰富的保护功能

由于SPI-9150的高度集成化，IC本身拥有以下保护功能：

(1) OVP: 过电压保护。PFC部分输出和DC部分输出都带有过电压保护，当LED灯出现接触不良或开路时IC会自动检测并进入保护锁定状态。当AC插座拔下且故障解除系统即可恢复到正常状态。

(2) OCP: 过电流保护。PFC部分和DC部分都带有过电流保护，逐个脉冲检测以保护外置MOSFET。

(3) OLP: 过负载保护。当LED灯出现短路等异常状态即可进入到过负载锁定状态。同样当AC插座拔下且故障解除系统即可恢复到正常状态。

(4) TSD: 过热保护。当外围环境温度过高或功率LED灯发热过高导致SPI-9150过热，系统会自动进入过热锁定保护。当AC插座拔下且故障解除系统即可恢复到正常状态。

三.该方案的实际使用电路图、变压器图纸以及实际测试结果

四. 结论

通过该方案的实验和测试结果得知该方案在功率相对较大的路灯系统中具有高效、低成本、设计简单、高可靠性的优点。对LED路灯设计厂家可以取到事半功倍的效果。由于宽范围输入、满足C Class设备的测试要求，所以今后不管各国出台何种LED照明灯具标准，都能满足其要求。不会因各种新标准的出台而导致系统需要重新设计以及引起的相关认证费用。