?LED驅動電源的拓撲結構分析-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-11-25
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、開關(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，其中反激拓撲結構是功率小于30W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，其尺寸的大小與開關頻率有關，且多數隔離型LED驅動器基本上采用“電子”變壓器。
圖1：LLC半橋諧振拓撲結構
采用DC-DC電源的LED照明應用中，可以采用的LED驅動方式有電阻型、線性穩壓器及開關穩壓器等。
電阻型驅動方式中，調整與LED串聯的電流檢測電阻即可控制LED的正向電流，這種驅動方式易于設計、成本低，且沒有電磁兼容(EMC)問題，劣勢是依賴于電壓、需要篩選(binning)LED，且能效較低。
線性穩壓器同樣易于設計且沒有EMC問題，還支持電流穩流及過流保護(foldback)，且提供外部電流設定點，不足在于功率耗散問題，及輸入電壓要始終高于正向電壓，且能效不高。
開關穩壓器通過PWM控制模塊不斷控制開關(FET)的開和關，進而控制電流的流動。
圖2 常見的DC-DC LED驅動方式
開關穩壓器具有更高的能效，與電壓無關，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)問題。
LEDDC-DC開關穩壓器常見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構，如采用24Vdc驅動6顆串聯的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構，如采用12Vdc驅動6顆串聯的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結構，如采用12Vdc或12Vac驅動4顆串聯的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LED的方式近年來也獲得了一定的發展。這種結構中，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通。
這種結構具有其優勢，如避免AC-DC轉換所帶來的功率損耗等。但是，這種結構中LED在低頻開關，故人眼可能會察覺到閃爍現象。此外，在這種設計中還需要加入LED保護措施，使其免受線路浪涌或瞬態的影響。
圖3 直接采用交流驅動LED的示意圖
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