為MR16燈提供電流的低頻交流變壓器和電子變壓器的操作存在差異，MR16鹵素燈和MR16 LED燈的電流消耗也存在差異。這些對比通常會阻止MR16 LED燈與大多數電子變壓器配合使用。本文介紹了針對MR16燈優化的高亮度（HB）LED驅動器如何使LED燈與大多數電子變壓器兼容。

介紹

本文討論了低頻交流變壓器和為MR16燈提供電流的電子變壓器之間的操作差異。它還解釋了MR16鹵素燈和MR16 LED燈的電流消耗差異。這些差異很重要，因為電流消耗通常會阻止MR16 LED燈與大多數電子變壓器配合使用。本文將展示針對MR16燈優化的高亮度（HB）LED驅動器如何使LED燈與大多數電子變壓器兼容。但是，本文不深入探討LED MR16燈的調光器和電子變壓器組合的無閃爍操作。

阻性負載和電子變壓器的重要性

MR16鹵素燈通常由低壓交流電源工作，通常由低頻交流變壓器或高頻電子變壓器產生。在大多數MR16應用中，電力公司提供的高壓交流電通過高頻電子變壓器或低頻磁變壓器轉換為低壓交流電。高頻電子變壓器的初級繞組直接連接到 120VAC/230VAC。它使用高開關頻率來提供應用于MR12鹵素燈的低電壓（16VAC）。

低頻交流變壓器體積大、重量大，占用空間大。相比之下，電子變壓器體積小，結構緊湊，設計用于為典型功率需求超過20W的阻性負載供電。當電子變壓器由 120VAC/230VAC 供電時，如果輸出上的阻性負載設置為小于 20W，則大多數變壓器將無法工作。

傳統的鹵素MR16燈在正常工作條件下從交流電源消耗超過20W的功率，因此它們與電子變壓器配合使用時運行良好。然而，LED MR16 燈只需要 7W 的功率即可提供與 35W MR16 鹵素燈相同的光輸出。

阻性負載和亮度

MR16鹵素燈用作非線性電阻負載。當燈冷時，電阻低，它會吸收高電流，支持電子變壓器的運行。一旦燈亮起，燈絲就會變熱，電阻就會增加。當由電子或磁性變壓器供電時，典型的 35W 鹵素燈在 35VAC/120VAC 時將消耗 230W 的功率。由于鹵素燈是阻性負載，如果線路電壓從標稱值下降，亮度會降低;當線路電壓從標稱值上升時，亮度會增加。

亮度增加，亮度降低 - 這不是當今大多數應用程序所需的一致操作。但是，當線路在標稱輸入電壓附近變化時，可以保持MR16 LED燈的亮度恒定。但LED MR16燈不是電阻負載，這是電子變壓器所需要的。因此，需要調整LED MR16燈的負載行為，以便它可以吸收提供所需光輸出所需的功率并保持電子變壓器運行。

針對恒流負載優化 LED 燈

MR16 LED燈的驅動電路可以調節，使其從電子變壓器的輸出端吸收恒流負載。電子變壓器的輸出不能增加電容，因為這會阻止MR16 LED燈充當恒流負載。此外，MR16 LED燈吸收的電流需要以非常快的速度上升到編程電流。具體來說，它需要在3μs或4μs內跳轉到編程值。如果它比這慢，那么電子變壓器可能會停止開關。

HB LED驅動器的新設計將使大多數電子變壓器在MR16 LED燈下平穩運行。MR16燈吸收的電流通過施加到燈上的RMS電壓進行調整。當電壓較低時，MR16燈會消耗一定的電流。為了保持輸入功率恒定，當RMS輸入電壓增加時，該電流將減小。

這款 HB LED 驅動器集成了一個 0.2Ω、48V MOSFET，適合大多數應用。它可以配置為 6V 至 40V 的 LED 燈串電壓。如果串中的 LED 數量大于 6，則可以在升壓配置中使用驅動器。對于少于 6 個 LED，應在 SEPIC 配置中使用。在本文中，我們只討論升壓配置。圖1顯示了升壓配置的原理圖。

圖1.MAX16840 HB LED驅動器在MR16 LED燈升壓配置中的原理圖這種配置提供了與電子變壓器的良好兼容性。

使 LED MR16 燈與電子變壓器兼容

MAX16840采用平均電流模式控制來控制輸入電流。檢流電阻R3上的電壓由REFI引腳上的電壓控制;電阻R3上的平均電壓在每個開關周期由REFI引腳上的電壓調節。開關頻率在內部設定為 300kHz。R3上的最大電壓鉗位為200mV，因此電流不能超過0.2/R3。橋式整流器在二極管橋D3的引腳2上提供整流輸入電壓。該整流電壓現在由R7和C7取平均值。C7上的直流電壓通過電阻R8轉換為電流。由Q2、R10和R19組成的電流鏡電路將在REFI引腳上產生一個吸電流，其中Q2B = V吸收的電流C7/R8.因此，REFI 引腳上的電壓將為 （50μA - VC7/R8） × R4，其中 50μA 是 REFI 引腳上的內部電流源。調整R8和R4的值，使輸入電壓的輸入功率變化在±5%以內，而輸入電壓又在標稱值的±10%以內變化。這種設計使輸入功率在線路電壓變化±10%時幾乎保持不變。

升壓電感設置為100μH，以提供低輸入電流紋波，從而提高與電子變壓器的兼容性。在二極管橋引腳3上出現的整流電壓的每個半周期內，當來自電子變壓器的電壓接近零時，輸入電流將變為零。為了正常工作，重要的是，在電子變壓器的一個開關周期中，MR16燈吸收的電流上升到REFI引腳上的編程電流值。如果燈吸收的電流遠低于保持電子變壓器運行所需的電流，則LED燈將開始閃爍。使用此處使用的100μH電感器時，電流需要一些時間才能從零上升。因此，一些電子變壓器可能會停止開關，然后重新啟動，從而產生閃爍。

為了解決這個問題，該電路設計具有一個額外的負載，包括R18、D7、C14、Q4、D8、R17、R11、R13和Q3。該電路向電子變壓器增加5Ω，但整流交流正弦波每半周期僅增加約80μs至90μs，其頻率通常為100Hz/120Hz。一旦電感中的電流上升到足夠高以保持變壓器運行，負載就會被移除。這種額外負載消耗的功率很小。

還有另一種方法可以解決這個問題：將升壓電感減小到10μH，在高開關頻率下工作，并消除額外的負載。高開關頻率將導致更高的開關損耗，但不需要額外的負載。上述兩種方法均為Maxim Integrated專有。

MAX16840具有EXT引腳，用于在IN引腳上的電壓小于5V時驅動外部晶體管。內部 MOSFET 將處于關斷狀態。EXT引腳導通Q5，5Ω負載加至橋式整流器的輸出端。一旦IN引腳上的電壓超過5V，該負載將關斷。當電子變壓器使用后沿調光器運行時，這種方法很有用。對于某些電子變壓器和調光器組合，當調光器設置為最小光輸出時，變壓器無法正確切換。當交流電源施加到變壓器并將調光器設置為最小值時，就會發生這種情況。MAX5的Q20、R16840和EXT引腳電路通過向電子變壓器增加5Ω負載來克服這一問題。一旦LED打開并提供照明，該負載就會被移除，因為IN引腳直接連接到升壓輸出電壓。

展示與電子變壓器的兼容性

此處顯示了由不同電子變壓器供電時 6W 升壓、MR16 LED 燈的性能數據。升壓 MR16 在輸出端使用 7 個 LED 進行了測試。表1和表2總結了不同變壓器的性能。

調光性能（圖 2 至 11）使用 LET75 和路創 SELV-303P 調光器進行了測試。?

圖2.由 LET75 供電時的輸入電流，不帶 120VAC 調光器。

圖3.由 LET75 在 120VAC 下供電時輸入電流，無需調光器。該波形以40μs時基獲取，清楚地顯示了由Q3和Q4組成的電路增加的額外負載。該負載在交流波形的每個半周期的前80μs后被移除。

圖4.由 LET16 在 75VAC 下供電時 MR120 板的輸入電壓波形。

圖5.MR16 板的輸入電壓波形由 LET75 在 120VAC 下供電。

圖6.由 LET75 在 120VAC 下供電時的 LED 電流波形。

圖7.LED 電流波形，由帶有 75VAC 后沿調光器的 LET120 供電。調光器設置為最大光輸出。

圖8.調光器設置在靠近調光器中間時的LED電流波形。

圖9.調光器設置在靠近調光器中間時的輸入電流波形。

圖 10.調光器設置為最小光輸出時的 LED 電流波形。

圖 11.調光器設置為最小光輸出時的輸入電流波形。

結論

通過使用針對 MR16 和其他 12VAC 燈優化的 HB LED 驅動器，您可以使 MR16 LED 與電子變壓器兼容。這里演示的LED驅動器是MAX16840。然而，應該注意的是，必須測試每個不同的電子變壓器和調光器組合的性能。

測試表明，一些后沿調光器和電子變壓器組合工作令人滿意。三端雙向可控硅調光器不能與電子變壓器正常工作，因為它們不是為在容性負載下工作而設計的。電子變壓器中的EMI濾波器與電子變壓器輸入端的其他電容器相結合，在使用調光器運行時會產生振鈴。反過來，當電子變壓器的輸出端連接到LED燈時，這種振鈴在當前配置中使用MAX16840時會引起閃爍。

審核編輯：郭婷