LED驅動(dòng)電源拓撲原理

　　圖1：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2。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2：常見(jiàn)的DC-DC LED驅動(dòng)方式。

　　開(kāi)關(guān)穩壓器具有更高的能效,與電壓無(wú)關(guān),且能控制亮度,不足則是成本相對較高,復雜度也更高,且存在電磁干擾(EMI )問(wèn)題。LED DC-DC開(kāi)關(guān)穩壓器常見(jiàn)的拓撲結構包括降壓(Buck)、升壓(Boost)、降壓-升壓(Buck-Boost)或單端初級電感轉換器(SEPIC )等不同類(lèi)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)采用降壓結構,如采用24 Vdc驅動(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)采用升壓結構,如采用12 Vdc驅動(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結構,如采用12 Vdc或12 Vac驅動(dòng)4顆串聯(lián)的LED,但這種結構的成本及能效最不理想。

　　采用交流電源直接驅動(dòng)LED的方式近年來(lái)也獲得了一定的發(fā)展,其應用示意圖參見(jiàn)圖3。這種結構中,LED串以相反方向排列,工作在半周期,且LED在線(xiàn)路電壓大于正向電壓時(shí)才導通。這種結構具有其優(yōu)勢,如避免AC-DC轉換所帶來(lái)的功率損耗等。但是,這種結構中LED在低頻開(kāi)關(guān),故人眼可能會(huì )察覺(jué)到閃爍現象。此外,在這種設計中還需要加入LED保護措施,使其免受線(xiàn)路浪涌或瞬態(tài)的影響。

　　圖3：直接采用交流驅動(dòng)LED的示意圖。