LED照明設計基礎知識

圖2：LED驅動(dòng)器的基本工作電路示意圖。

值得一提的是，在LED照明設計中，AC-DC電源轉換與恒流驅動(dòng)這兩部分電路可以采用不同配置：1)整體式(integral)配置，即兩者融合在一起，均位于照明燈具內，這種配置的優(yōu)勢包括優(yōu)化能效及簡(jiǎn)化安裝等；2)分布式(distributed)配置，即兩者單獨存在，這種配置簡(jiǎn)化安全考慮，并增加靈活性。

LED驅動(dòng)器根據不同的應用要求，可以采用恒定電壓(CV)輸出工作，即輸出為一定電流范圍下鉗位的電壓；也可以采用恒定電流(CC)輸出工作，輸出的設計能?chē)栏裣薅娏?；也可能?huì )采用恒流恒壓(CCCV)輸出工作，即提供恒定輸出功率，故作為負載的LED的正向電壓確定其電流。

總的來(lái)看，LED照明設計需要考慮以下幾方面的因素：
輸出功率：涉及LED正向電壓范圍、電流及LED排列方式等
電源：AC-DC電源、DC-DC電源、直接采用AC電源驅動(dòng)
功能要求：調光要求、調光方式(模擬、數字或多級)、照明控制
其他要求：能效、功率因數、尺寸、成本、故障處理(保護特性)、要遵從的標準及可靠性等
更多考慮因素：機械連接、安裝、維修/替換、壽命周期、物流等

二、LED驅動(dòng)電源的拓撲結構
采用AC-DC電源的LED照明應用中，電源轉換的構建模塊包括二極管、開(kāi)關(guān)(FET)、電感及電容及電阻等分立元件用于執行各自功能，而脈寬調制(PWM)穩壓器用于控制電源轉換。電路中通常加入了變壓器的隔離型AC-DC電源轉換包含反激、正激及半橋等拓撲結構，參見(jiàn)圖3，其中反激拓撲結構是功率小于30 W的中低功率應用的標準選擇，而半橋結構則最適合于提供更高能效/功率密度。就隔離結構中的變壓器而言，其尺寸的大小與開(kāi)關(guān)頻率有關(guān)，且多數隔離型LED驅動(dòng)器基本上采用“電子”變壓器。

圖3：常見(jiàn)的隔離型拓撲結構。

采用DC-DC電源的LED照明應用中，可以采用的LED驅動(dòng)方式有電阻型、線(xiàn)性穩壓器及開(kāi)關(guān)穩壓器等，基本的應用示意圖參見(jiàn)圖4。電阻型驅動(dòng)方式中，調整與LED串聯(lián)的電流檢測電阻即可控制LED的正向電流，這種驅動(dòng)方式易于設計、成本低，且沒(méi)有電磁兼容(EMC)問(wèn)題，劣勢是依賴(lài)于電壓、需要篩選(binning) LED，且能效較低。線(xiàn)性穩壓器同樣易于設計且沒(méi)有EMC問(wèn)題，還支持電流穩流及過(guò)流保護(fold back)，且提供外部電流設定點(diǎn)，不足在于功率耗散問(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)。

圖4：常見(jiàn)的DC-DC LED驅動(dòng)方式。