LED驅(qū)動(dòng)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇

在LED驅(qū)動(dòng)電路當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)添加帶有變壓的交流到直流電源轉(zhuǎn)換功能，其中包含了反激、正激及半橋等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如圖1所示，其中反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是功率小于30 W的中低功率應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)選擇，而半橋結(jié)構(gòu)則最適合于提供更高能效/功率密度。就隔離結(jié)構(gòu)中的變壓器而言，其尺寸的大小與開(kāi)關(guān)頻率有關(guān)，且多數(shù)隔離型LED 驅(qū)動(dòng)器基本上采用“電子”變壓器。

設(shè)計(jì)當(dāng)中比較常見(jiàn)的一些直流驅(qū)動(dòng)方式。這種驅(qū)動(dòng)方式相較于其他的方法來(lái)說(shuō)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低廉，并且最大的特點(diǎn)是不受到EMC的干擾，但也有不足，就是依賴于電壓、需要篩選(binning) LED，且能效較低。采用DC-DC電源的LED照明應(yīng)用中，可以采用的LED驅(qū)動(dòng)方式有電阻型、線性穩(wěn)壓器及開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器等，電阻型驅(qū)動(dòng)方式中，調(diào)整與LED串聯(lián)的電流檢測(cè)電阻即可控制LED的正向電流，線性穩(wěn)壓器同樣易于設(shè)計(jì)且沒(méi)有EMC問(wèn)題，還支持電流穩(wěn)流及過(guò)流保護(hù)(fold back)，且提供外部電流設(shè)定點(diǎn)，不足在功率耗散問(wèn)題，及輸入電壓要始終高于正向電壓，且能效不高。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器通過(guò)PWM控制模塊不斷控制開(kāi)關(guān)(FET)的開(kāi)和關(guān)，進(jìn)而控制電流的流動(dòng)。

高能效是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的優(yōu)點(diǎn)，但是更高的能效產(chǎn)生就意味著更多的成本投入，不僅如此，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，并且無(wú)法擺脫EMI的問(wèn)題。LED DC-DC開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器常見(jiàn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括降壓(Buck)、升壓(Boost)、降壓-升壓(Buck-Boost)、單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)等不同類型。其中，所有工作條件下最低輸入電壓都大于LED串最大電壓時(shí)采用降壓結(jié)構(gòu)，如采用24 Vdc驅(qū)動(dòng)6顆串聯(lián)的LED;與之相反，所有工作條件下最大輸入電壓都小于最低輸出電壓時(shí)采用升壓結(jié)構(gòu)，如采用12 Vdc驅(qū)動(dòng)6顆串聯(lián)的LED;而輸入電壓與輸出電壓范圍有交迭時(shí)，可以采用降壓-升壓或SEPIC結(jié)構(gòu)，如采用12 Vdc或12 Vac驅(qū)動(dòng)4顆串聯(lián)的LED，但這種結(jié)構(gòu)的成本及能效最不理想。

從最初的簡(jiǎn)單電路構(gòu)造，發(fā)展到先如今的直流電源直接驅(qū)動(dòng)，LED技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了較為長(zhǎng)遠(yuǎn)的一段發(fā)展時(shí)間。直流電源驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用示意圖如圖3所示。這種結(jié)構(gòu)中，LED串以相反方向排列，工作在半周期，且LED在線路電壓大于正向電壓時(shí)才導(dǎo)通。這種結(jié)構(gòu)具有其優(yōu)勢(shì)，如避免AC-DC轉(zhuǎn)換所帶來(lái)的功率損耗等。但是，這種結(jié)構(gòu)中LED在低頻開(kāi)關(guān)，故人眼可能會(huì)察覺(jué)到閃爍現(xiàn)象。此外，在這種設(shè)計(jì)中還需要加入LED保護(hù)措施，使其免受線路浪涌或瞬態(tài)的影響。