面向 LED 照明的低壓交流應用

不要忘記了橋式整流器！它是該電路的和多數AC/DC轉換的前端基礎。

D1到D4必須設定額定值，以確定整個(gè)范圍內最大凈電壓和電流。輸出電容可通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的公式計算出來(lái)：
C=0.7(I)/ΔE(f)
其中，I表示通向下行電路的輸入電流值（DC/DC轉換器部分），AE表示所容許的紋波電壓，f表示交流行頻。

因為該設計具有的效率可達92%，假設LED的功率為24.5W，這就意味著(zhù)DC/DC前端部分的功率為26.6W。在整流后（34VDC）24VAC電壓源產(chǎn)生的平均輸入電流約為782mA。這樣我們可以相應地確定整流二極管的尺寸，而容許紋波對所需的電容量中也至關(guān)重要。假設一個(gè)800mA的輸入電流，在120Hz（因為使用橋式整流，所以為2×60Hz）的電路上允許出現1V紋波，則需要約9300μF電容。使用3V紋波（9%在34VDC線(xiàn)路上）時(shí)，則僅需要約1500μF的電容。較少的紋波有助于延長(cháng)電解電容器的使用壽命——在這種情況下，可能要選擇大容量電容?！?/p>

　
取105℃的額定電容，將其冷卻到65℃或以下。電解電容器在額定溫度下運作，溫度每降低10℃壽命就會(huì )延長(cháng)一倍。也就是說(shuō)，如果一名設計者可以將105℃的額定電容維持在65℃或更低，那么他就能將其額定壽命延長(cháng)16倍。這樣的話(huà)，額定壽命為5000小時(shí)的額定電容應能持續使用80,000個(gè)小時(shí)。

良好的熱設計在LED應用系統中是至關(guān)重要的。對此類(lèi)特殊設計，溫度最高的器件是轉換場(chǎng)效應晶體管（FET）M1，其溫度約為65℃。這樣固然很好，但你需要確保其他重要的熱源遠離那些電解電容器。在30℃的環(huán)境下底板上所有其他器件的溫度應在50℃以下。如何將LED燈而不是電子設備的上熱量排出去是您會(huì )一直面臨的最大挑戰。

小型陣列設計
設計光譜的另外一端即小型燈具。小型燈具可包括一個(gè)單一的LED組件或最多三個(gè)LED組件?，F代LED產(chǎn)品的光效令1～3W的LED解決方案對環(huán)境和花園照明而言極具吸引力。

一個(gè)簡(jiǎn)單的12VAC的系統可為降壓轉換器拓撲架構提供充足的空間來(lái)高效地驅動(dòng)LED產(chǎn)品。櫥柜照明和陳列照明是低壓交流系統的另外的重要應用領(lǐng)域。試想一下一個(gè)正向電壓為3V的1W LED的工作電流為350mA。

圖2所示的LM3407的輸出極限為350mA采用小型封裝及最少量的外部部件來(lái)驅動(dòng)LED。

圖2 LM3407在12VAC電源和350mA電流供給下驅動(dòng)單個(gè)3Vf LED

此處，AC/DC轉換與大型陣列設計的處理方式相同。在輸入電流至DC/DC轉換器部分，我們可以為輸入整流二極管和保持電容選擇合適的值。借助該設計，小于100mA的輸入電流和2V的紋波電壓需要約290μF的電容。在通常情況下，一個(gè)330μF的電容便能輕松的滿(mǎn)足需求。由于該設計消耗的功率很?。ㄝ斎攵松?.5W多），因此可以在一個(gè)單獨的12VAC低壓電路中支持多達200個(gè)此類(lèi)模塊。如果使用24VAC的系統，那么最多可支持超過(guò)250個(gè)模塊。

更小的負載設計需要的一個(gè)額外考量是初級端變壓器可能需要使用最少數量的負載來(lái)運行。我們在微型低功耗系統中限定此組件時(shí)，應考慮到這一點(diǎn)。

一個(gè)60W的低壓交流變壓器可能需要10W的負載來(lái)確保準確地運作。LED裝置的效率可能讓人忽視一個(gè)問(wèn)題，要即相應地確定主電源的大小。

中型陣列設計
在該電流級或更低電流級，通過(guò)適當的熱管理設計維護陣列會(huì )實(shí)現超長(cháng)的產(chǎn)品壽命，即便是在糟糕的熱環(huán)境下。糟糕的熱環(huán)境是眾多驅動(dòng)器IC不得不面對的巨大挑戰。然而，在經(jīng)歷了幾個(gè)設計迭代后，很快將會(huì )出現一大批滿(mǎn)足這些要求的產(chǎn)品。您將發(fā)現很多集成場(chǎng)效應晶體管（FET）驅動(dòng)器的方案將在熱設計方面出現問(wèn)題。