用LED替代低效率的MR16鹵素燈
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圖1所示5W MR16 LED燈驅動器，包括整流橋(D1–D4)、100μF濾波電容(C1和C2)以及buck轉換電路。該buck LED轉換器由MAX16820、buck電感(L1)、功率MOSFET (Q1)、續(xù)流二極管(D5)以及檢流電阻(R1)組成。
5W高亮度LED (HB LED)需要1A的驅動電流。Buck LED驅動器設計可提供1A的直流輸出電流。驅動器采用滯回控制方案，控制buck電感的電流，提供LED所需的1A電流。MAX16820的滯回控制有助于構建簡單、高度可靠的驅動器，并具有5%的LED電流精度。
為了保證5W HB LED在整個電源、頻率范圍內提供固定的1A電流，應在直流總線上連接濾波電容，以限制直流電源線的電壓紋波。總電容至少為200μF，可使用標稱值為220μF/25V的鉭電容或電解電容，以降低成本。
為了保證足夠的輸出電流精度，電感電流的最大ΔI/ΔT應低于0.4A/μs。如圖1所示，電感的最大壓降為VL1MAX，電感L1的大小可由下式計算：
若VAC_IN = 12V，δ = 10%、VO = 3.6V，電感L1應大于37μH。由此，這里L1選則了39μH的標準電感，而δ是所允許的交流輸入電壓波動百分比，VO是LED的正向導通電壓。
該設計利用LedEngin 5W、基于WLED的MR16燈進行了測試，裝置如圖2所示。圖3至圖6所示為該設計的測試波形。輸入電壓為12VAC (標稱值)，輸出電流紋波約為10%。
圖2. LedEngin基于LED的MR16燈有一個獨特的散熱片，用于向空中散熱?；贛AX16820的燈驅動器電路板放置在散熱片后面。
圖3. 第一個MR16參考設計平臺測試的輸入交流電流如CH1所示，輸出直流電流如CH2所示。
圖4. CH2輸出電流紋波的細節(jié)。
圖5. 測試平臺中，CH1所示為MOSFET柵極驅動器電壓包絡，CH2所示為漏-源電壓包絡。
圖6. CH1所示為MOSFET柵極驅動波形，CH2所示為漏-源電壓波形。
如圖4所示，當采用200μF的直流濾波電容時，直流電源總線的電壓紋波為8.5V?；贛AX16820的滯回控制模式具有良好的電源調整率，由于輸入總線電壓紋波很小，因此減少了輸出LED電流的變化。對于5W MR16 LED燈驅動器，測試結果表明交流輸入電壓的紋波和變化量會超過8.5V，但輸出LED電流仍穩(wěn)定在1A。
圖7所示MR16燈驅動器的PCB有兩層。頂層和低層放置了所有元件和兩個交流輸入連接焊盤、兩個直流輸出連接焊盤(標記為LED+和LED-)。
圖7. 在5W MR16 LED燈驅動器的PCB絲網印刷層(頂層和底層)上可以看到直流輸出的連接焊盤LED+和LED-。
在HB LED應用中，如果想要在100khr后仍能長期保持90%的流明效率，最好把5W LedEngin LED的結溫限制在+120°C以內。作為一個低成本散熱方案，散熱片可把LED結產生的熱量耗散到空氣中。5W MR16 LED燈的散熱片可耗散5W的LED功率，5W MR16 LED燈驅動器的PCB安裝在散熱片的背面。
值得注意的是5W MR16 LED燈的獨特散熱槽設計，與鹵素燈中把燈管產生的熱量直接輻射到周圍空氣不同，在基于LED的設計中，熱量首先被傳導到散熱片(如圖2中所示)，然后再通過對流方式耗散到空中。
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