图1.AP3766的管脚图
非隔离方案系统规格要求
LED的光效正在不断向更高的指标前进，目前提高光效的一种措施是用多颗小电流的LED晶粒串联组成高压小电流的LED封装结构，这样的结构不仅提高了LED的光效，也有利于提升开关电源的整体效率。然而，由于LED工作电压比较高，传统的隔离反激式开关电源不再适用，因为要达到很高的输出电压，反激式开关电源的隔离变压器输出绕组需要比较多的匝数，变压器体积将大大增加，原副边之间的耦合将下降，电路效率也将下降。针对高压小电流输出和高效率的系统规格要求，本文提出一种全新的Buck-boost开关电源电路，具有高功率因数，控制方式简单新颖，元器件数量少，体积小，性价比高的优点。下文将详细介绍一个输出110V/60mA规格的高功率因数非隔离LED驱动电源。
电路原理图
图2.基于AP3766的高功率因数非隔离LED驱动电路原理图
图2中F1为保险丝，VR1为防雷保护压敏电阻，C1，L1，C2组成π型EMI滤波器。C3，C4，D2，D3，D4构成一个逐流式电路实现功率因数校正功能。逐流式电路提高整流电路功率因数的原理在于增大了整流电路的导通角，在输入交流电压大于峰值电压一半时，整流桥BD1就能导通，避免了传统不控整流电路只在交流电压峰值附近才能瞬间导通导致大的电流尖峰和波形畸变问题，从而降低了总谐波失真度，即THD。
经过逐流式电路后，由L1，L2，Q1，D1，C9构成的Buck-boost开关电源电路完成升降压和恒流输出功能，控制芯片U1实现Buck-boost开关电源电路的开关控制功能。电感L1，L2，L3通过磁芯T1相互耦合。
采用原边开关控制方式的Buck-boost开关电源电路工作原理是：设定在一个开关周期内，输出二极管D1的导通时间为Tons，关断时间为Toffs，输出电流峰值为Ipk，耦合电感L1绕组匝数N1，耦合电感L2绕组匝数N2。控制芯片U1控制开关占空比，保持输出二极管D1的导通时间Tons和关断时间Toffs比例恒定，则一个开关周期内，输出电流的平均值为：
图3为Buck-boost开关电源电路经过二极管D1的电流波形
图3二极管D1的电流波形
根据安培定理，输出二极管D1刚导通时输出电流峰值Ipks与开关Q1电流峰值Ipk有如下关系：