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效率高达95%的5W MR16 LED灯驱动解决方案

卤素MR16灯(MR16代表灯的杯口径为50mm)广泛应用于专业仓储和室内装饰照明。常用的卤素MR16灯的功耗在W之间，输出光通量为lm(流明)，等效的发光效率为15lm/W(流明/瓦)。卤素灯的典型寿命为2,000小时。此外，卤素灯的灯丝应避免出现大幅度的震动，以免灯泡过早失效。

LED技术提供了一个更具有成本效益的替代方案。比如，LedEngin公司的最新5W高亮度LED(一个化工新材料不但很环保芯片，4 4mm封装)和10W高亮度LED(4个芯片，7 7mm封装)的典型发光效率为45lm/W(@1,000mA/Tj＝120℃)。在实际应用中，5W LED可输出155lm(@1,000mA/Tj＝120℃)，10W LED输出345lm(@700mA/Tj=120℃)。可以看出，当输出”光通量相同时，LED灯的功耗仅为卤素灯的50%。此外 ，当LED工作结温不超过120℃时，LED工作50,000个小时后仍保持90%的输出光通量。

作为卤素灯低压照明的一种替代技术，LED照明日益风行。与卤素灯泡不同的是，LED没有效率低、可靠性差以及使用寿命短问题的困扰。本文描述了一种在直流照明系统中驱动大功率LED的新方法，这种解决方案能提供95%的效率、更长的使用寿命，并能承受更高的电气和机械冲击。

在MR16灯的参考设计中，立锜选用LedEngi镀锌钢管n公司的5W LED来演示RT8450高达1A的电流驱动能力。在大部分MR16的应用中，输入电压为交流12V 10%。

RT8450被专门设计用在MR16 LED灯的驱动应用中，采用了非常小的TDFN封装。RT8450具有4.5~40V输表面处理以后入电压范围，这使得采用RT8450的驱动电路能提供很宽的驱动电流范围。此外，RT8450的工作温度高达125℃，可以在MR16灯具内的高温环境中安全地工作。其1MHz的开关频率使驱动电路可以采用小尺寸的电感和电容，这样便可以将驱动电路放置在MR16灯具中。

5W的高亮度LED需要1A的驱动电流，因此降压型LED驱动电路被设计成可以提供1A的直流输出电流。这里采用滞环电流控制方法来控制降压电感电流(即LED电流)。RT8450所采用的滞环电流控制方法使驱动电路非常简单，且具有很高的鲁棒性，从而保证7%的LED电流精度。

图2防盗门：信道一实验数据的显示和作图均以窗口方式在显示器对应位置显现为交流输入电流，通道二为直流输出电流。

为保证5W LED在整个交流电源线频率周期内正常工作，在整流桥输出端并联了滤波电容来限制输出电压的波纹。该电容的电容值不小于200uF，可以选用220uF/25V的钽电容或电解电容。

为保证足够高的输出电流精度，电感电流的最大变化率di/dt要小于0.4A/us。在图1中，电感上的最大电压为VLMAX，电感值可通过下式计算得到：

若VAC_IN=12V、 =10%、VO=3.6，则电感值大于37uH，其标准值为39uH涤纶纤维。这里， 为输入交流电压的允许波动百分比、VO为LED正肚兜向电压。实际测试波形如图2至图5所示，这里的输出电流纹波百分比为10%。

图4：信道一为MOSFET栅级驱动包络波形，通道二为MOSFET漏极到源极压差的包络波形。

RT8450被专门设计用在MR16 LED灯的驱动应用中，采用了非常小的6引脚TDFN封装。RT8450具有4.5~28V输入电压范围，能驱动具有成本效益的外部MOSFET，这使得采用RT8450的驱动电路能提供很宽的驱动电流范围。此外，RT8450的工作温度高达125℃，可以在MR16灯具内的高温环境中安全地工作。虽然RT8450可以控制的输出功率达到25W，甚至更高，但其2MHz的开关频率使驱动电路可以采用小尺寸的电感和电容，这样便可以将驱动电路放置在MR16灯具中。