隨著世界各國對于能源問題的日益重視，使用綠色環(huán)保節(jié)能的LED芯片替代傳統(tǒng)光源已經(jīng)成為通用照明市場一個顯著的發(fā)展趨勢。就目前而言，最具有市場滲透力和商業(yè)前景的LED照明燈具是不需要更改現(xiàn)有基礎(chǔ)設施就能直接使用的LED替代燈。在眾多傳統(tǒng)燈具中，MR16鹵素燈憑借其在商場、家居、醫(yī)院等地的聚光燈和洗墻燈上的廣泛應用，成為了LED替代燈重點發(fā)展的應用領(lǐng)域之一。然而，MR16的小尺寸以及需要與變壓器和調(diào)光器配合使用的特點又給LED驅(qū)動電源的設計帶來了挑戰(zhàn)性。本文主要討論LED替代MR16的驅(qū)動電源設計所面臨的技術(shù)難點，對適用的拓撲進行分析和比較。在此基礎(chǔ)上提出了一種可以同時兼顧兼容性、體積和成本的兩級式方案。

　　MR16中LED驅(qū)動電源的設計挑戰(zhàn)

　　一個典型的可調(diào)光MR16系統(tǒng)如圖1所示。市電經(jīng)過一個電子或磁變壓器轉(zhuǎn)換為低壓12V交流輸入，為鹵素燈或者LED驅(qū)動電源供電。位于市電和變壓器之間的調(diào)光器通過控制市電的導通相位從而改變交流輸入的有效值，起到調(diào)節(jié)光輸出強度的作用。通常電子變壓器主要搭配前/后切調(diào)光器，而磁變壓器主要和前切調(diào)光器配合使用。

　　圖1：調(diào)光MR16燈系統(tǒng)示意圖。

　　磁變壓器是通過工頻耦合的方式，利用不同的匝數(shù)比，將高壓市電輸入轉(zhuǎn)換為低壓交流輸入給MR16燈供電。傳統(tǒng)的鹵素燈是純阻型負載，并且功率都在20W以上。當前切調(diào)光器導通時，可以有效避免輸入電流的過沖和振蕩。而較大的輸入功率有助于調(diào)光器中的可控硅維持可靠導通。鹵素燈與前切調(diào)光器和磁變壓器配合工作時的波形如圖2所示。由于整流橋和輸入電容的存在，LED驅(qū)動電源通常呈現(xiàn)容性負載特性。當調(diào)光器導通瞬間，由容性負載引起的電流過沖很容易造成調(diào)光器和驅(qū)動電源的損壞。而輸入電壓的突然變化還容易引起回路中電感和電容的振蕩，使可控硅不能夠可靠導通，造成LED燈閃爍。

　　圖2：配合磁變壓器和前切調(diào)光器的MR16工作波形：（綠）高壓側(cè)輸入電壓波形；（藍）高壓側(cè)輸入電流波形；（紫）輸出電流波形。