LED照明驅動(dòng)選擇與設計技巧

　　一、LED驅動(dòng)器通用要求

　　led 的排列方式及LED光源的規范決定著(zhù)基本的驅動(dòng)器要求。LED 驅動(dòng)器的主要功能就是在一定的工作條件范圍下限制流過(guò)LED 的電流， 而無(wú)論輸入及輸出電壓如何變化。LED驅動(dòng)器基本的工作電路示意圖如圖1所示，其中所謂的“隔離”表示交流線(xiàn)路電壓與LED(即輸入與輸出)之間沒(méi)有物理上的電氣連接，最常用的是采用變壓器來(lái)電氣隔離，而“非隔離”則沒(méi)有采用高頻變壓器來(lái)電氣隔離。

　　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。

　　二、如何選擇LED驅動(dòng)方式

　　如今在市場(chǎng)上典型的LED驅動(dòng)器包括兩類(lèi)，即線(xiàn)性驅動(dòng)器和開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器;大概的適用范圍見(jiàn)圖2.如電流大于500mA的大電流應用采用開(kāi)關(guān)穩壓器，因為線(xiàn)性驅動(dòng)器限于自身結構原因，無(wú)法提供這樣大的電流;而在電流低于200mA的低電流應用中，通常采用線(xiàn)性穩壓器或分離穩壓器;而在200至500mA的中等電流應 用中，既可以采用線(xiàn)性穩壓器，也可以采用開(kāi)關(guān)穩壓器。

　　開(kāi)關(guān)穩壓器的能效高，且提供極佳的亮度控制。線(xiàn)性穩壓器結構比較簡(jiǎn)單，易于設計，提供穩流及過(guò)流保護，且沒(méi)有電磁兼容性(EMC)問(wèn)題。

　　在低電流LED應用中，電阻型驅動(dòng)器盡管成本較低且結構簡(jiǎn)單，但這種驅動(dòng)器在低電壓條件下，正向電流較低，會(huì )導致LED亮度不足，且在負載突降等瞬態(tài)條件下，LED可能受損;并且電阻是耗能元件，整個(gè)方案的能效較低，見(jiàn)圖3。

　　例如在采用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)。

　　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。