LED驅(qū)動電源的拓撲結(jié)構(gòu)選擇
在LED驅(qū)動電路當(dāng)中,經(jīng)常會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、正激及半橋等拓撲結(jié)構(gòu)。如圖1所示,其中反激拓撲結(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,其尺寸的大小與開關(guān)頻率有關(guān),且多數(shù)隔離型LED 驅(qū)動器基本上采用“電子”變壓器。
設(shè)計當(dāng)中比較常見的一些直流驅(qū)動方式。這種驅(qū)動方式相較于其他的方法來說設(shè)計簡單、成本低廉,并且最大的特點是不受到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)動方式有電阻型、線性穩(wěn)壓器及開關(guān)穩(wěn)壓器等,電阻型驅(qū)動方式中,調(diào)整與LED串聯(lián)的電流檢測電阻即可控制LED的正向電流,線性穩(wěn)壓器同樣易于設(shè)計且沒有EMC問題,還支持電流穩(wěn)流及過流保護(fold back),且提供外部電流設(shè)定點,不足在功率耗散問題,及輸入電壓要始終高于正向電壓,且能效不高。開關(guān)穩(wěn)壓器通過PWM控制模塊不斷控制開關(guān)(FET)的開和關(guān),進而控制電流的流動。
高能效是開關(guān)穩(wěn)壓器的優(yōu)點,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,開關(guān)穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜,并且無法擺脫EMI的問題。LED DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器常見的拓撲結(jié)構(gòu)包括降壓(Buck)、升壓(Boost)、降壓-升壓(Buck-Boost)、單端初級電感轉(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串最大電壓時采用降壓結(jié)構(gòu),如采用24 Vdc驅(qū)動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采用升壓結(jié)構(gòu),如采用12 Vdc驅(qū)動6顆串聯(lián)的LED;而輸入電壓與輸出電壓范圍有交迭時,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。
從最初的簡單電路構(gòu)造,發(fā)展到先如今的直流電源直接驅(qū)動,LED技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了較為長遠的一段發(fā)展時間。直流電源驅(qū)動的應(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才導(dǎo)通。這種結(jié)構(gòu)具有其優(yōu)勢,如避免AC-DC轉(zhuǎn)換所帶來的功率損耗等。但是,這種結(jié)構(gòu)中LED在低頻開關(guān),故人眼可能會察覺到閃爍現(xiàn)象。此外,在這種設(shè)計中還需要加入LED保護措施,使其免受線路浪涌或瞬態(tài)的影響。





