目前LED 路燈驅動電源存在著輸出功率低、轉換效率差、功率因數不高、輸出特性不穩定及可靠性差等問題，嚴重制約了LED路燈的推廣使用，本文針對以上問題優化了LED 路燈驅動電源電路。采用了HV9910 這款靈活簡單的LED 驅動器IC 提供電源，PWM自動調節實現恒流輸出，穩壓管過壓鎖定實現空載保護，電磁隔離和光隔離實現隔離輸出。本設計體積小，微調反饋電路可設置作為為LED驅動常用的350mA或700mA恒流輸出，簡化了電路的設計，提高了驅動電源的可靠性。

　　1 LED驅動電路研究的意義和價值

　　LED由于節能環保、壽命長、光電效率高、啟動時間按短等眾多優點，成為了照明領域關注的焦點，近年來發展迅速。由于LED獨特的電氣特性使得LED驅動電路也面臨更大的挑戰，LED驅動電路關系到整個LED照明系統性能的可靠性。因此為防止LED的損壞，這些都要求所設計系統能夠精準控制LED輸出電流。目前采用的穩壓驅動電路，存在穩流能力較差的缺點，從而導致LED壽命大為縮短。

　　當前，直流輸入LED驅動電源已經發展了較長的一段時間，電路已比較成熟，而用于市電輸入照明的LED驅動電路，很多采用交流輸入電容降壓及工頻變壓器降壓，電源體積過大，輸出的電流穩定性差，性能很低。目前針對市電輸入的降壓驅動電路是當前LED驅動市場的難點和熱點。LED照明時一種綠色照明，其驅動電源的輸出功率較小，在此情況下實現電源的高效率是另一大難點。同時，由于LED的使用壽命理論上長達10 萬小時，這要求驅動電源很高的可靠性。

　　綜上，根據市場需求，為LED提供性能優良的驅動電路，具有很大的經濟價值和實用意義。

　　2 概述

　　大功率LED現在還不能大規模取代傳統的白熾燈，但它們在室內外裝飾、特種照明方面有著越來越廣泛的應用，因此掌握大功率LED恒流驅動器的設計技術，對于開拓大功率LED的新應用至關重要。

　　照明是人類消耗能源的一個重要方面，據研究統計，若使用固態LED 光源代替傳統的白熾燈和熒光燈照明，將節約全球照明能耗的50%以上，有助于緩解當前越來越緊迫的能源和環境問題。城市道路照明是重要的LED應用領域，LED路燈照明裝置能否實際應用推廣的關鍵因素之一是其驅動電源的優劣。LED路燈驅動電源需要較高的輸出功率，工作環境較為復雜，要求有較高的電磁兼容性，且由于LED本身的壽命很長，驅動電源的可靠性也被要求與之匹配。現階段，市場上的LED路燈驅動電源大多無法滿足以上要求。

　　3 設計方案

　　HV9910 應用恒定頻率峰值電流控制的脈寬調制（PWM） 方法，采用了一個小電感和一個外部開關來最小化LED驅動器的損耗。不同于傳統的PWM控制方法，該驅動器使用了一個簡單的開/ 關控制來調整LED的電流，因而簡化了控制電路的設計。

　　該驅動器具有內置的降低亮度控制，能協同外部衰減范圍在0 至100%的PWM信號工作，也可以利用其衰減引腳上外接的任意可在0至最大值之間調整的線性控制電壓來實現亮度控制。HV9910 適用于LED常規或裝飾燈、替代氖燈的LED以及其它高壓交/ 直流輸入的應用。

　　3.1 電源的主要技術參數

　　3.2 HV9910B路燈方案原理圖

　　3.3 電路的特點

　　1） 無需電解電容及變壓器，這樣他增加了電源的使用壽命。如果LED驅動器理有電解電容，那壽命主要取決于電解電容，電解電容的使用壽命有一個大家公認的近似計算法則：既溫度每下降10 度使用壽命增加一倍。比如說標稱105 度2000 小時的電解電容，在65 度下使用壽命大約是32000 小時。

　　2） 高效率。這款靈活簡單的LED驅動器IC效率超過93%，可減少相關元件的數量，從而降低了系統成本。HV9910 可將調整過的85V至265Vac 或8V至450Vdc 電壓源轉換為一個恒流源，從而為串連或并聯的高亮LED提供電源。

　　3） 電路簡單，僅需一個芯片HV9910 的實現就能實現所有的功能，沒有用到變壓器，提高了功率的效率，減少了空間，增加了系統的可靠性。

　　3.4 電磁兼容，高PFC、過EMI

　　采用高PFC 功能電路設計的室外LED 路燈電源，內置完善的EMC電路和高效防雷電路，符合安規和電磁兼容的要求。再用電壓環反饋，限壓恒流，效率高，恒流準，范圍寬，實現了寬輸入，穩壓恒流輸出，避免了LED正向電壓的改變而引起電流變動，同時恒定的電流使LED得亮度穩定。整機元件少，電路簡單。

　　3.5 電源的PCB設計

　　本文在PCB 布局過程中，將易受干擾的元器件、輸入與輸出元件、具有較高的電位差的元器件或導線間距離盡可能加大，提高電路的抗干擾能力。

　　本文遵守以下原則進行PCB布線：

　　1） 盡量避免相鄰的線平行排列，平行走線的最大長度小于3cm，避免線間電容使電路發生反饋耦合和電磁振蕩；

　　2） 為避免高頻回路對整個電路的影響，盡可能減小其面積，并使用較細的導線；

　　3） 合理設計PCB導線的寬度，電源進線線寬1.5mm，開關電源輸入線的相線與中線間距3.5mm，電源地與輸出地間距、變壓器的初級與次級間距均大于8mm;

　　4） PCB的地線和電源輸出線應盡可能采用較寬的線。

　　合理選擇接地方式是是抑制干擾的重要方法。低頻電路中接地電路形成的環流對電路干擾較大，因而采用單點接地。當信號工作頻率大于10MHz 時，地線阻抗變得很大，采用就近多點接地來降低地線阻抗。當工作頻率在1~10MHz 時，如果采用一點接地，其地線長度不應超過波長的1/20，否則應采用多點接地法。本文在PCB設計時，采用了兩級控制電路分別就近單點接地的方式。

　　4 本文小結

　　本文主要通過對電源的各個電路模塊（EMI 電路，輸入整流濾波電路） 和反饋電路和PWM控制回路的設計達到對LED電源的優化。

　　大功率LED照明技術有著廣闊的發展前景，因而受到普遍的關注和投資者的追捧。現階段，由于LED芯片設計和制造技術及材料等諸多因素的限制，它暫時還不能完全取代傳統的白熾燈，因而人們更為關注大功率LED在路燈照明中的應用。