不同的LED拓撲解析

相信大家對LED并不陌生，在生活中處處可見的LED，為我們的黑夜帶來光明，對于LED供電的拓撲選擇，在選擇之前一定要對設(shè)計目的進行明確，如果缺少這一過程，一定會對最后的設(shè)計方案造成一定程度的影響，無法得到滿意的結(jié)果。

因此在設(shè)計LED照明電路之前一定要明確自己想要什么樣的拓撲，在本文中，小編將為大家介紹四種在LED供電當中經(jīng)常使用的四種拓撲結(jié)構(gòu)。感興趣的朋友快來看一看吧。首先需要從了解轉(zhuǎn)換器的最小及最大輸出電壓入手。這只是將所有LED正向壓降與傳感電阻器電壓相加的總數(shù)。可根據(jù)轉(zhuǎn)換器輸入電壓范圍確定輸出電壓是否始終保持較大值、較小值或者介于這兩者之間。

圖1

圖1為LED供電的四種常用拓撲，下面就來對這四種拓撲進行介紹。

升壓

顧名思義，升壓轉(zhuǎn)換器輸出總是大于其輸入電壓，而且通常是以上所示轉(zhuǎn)換器中效率最高的。優(yōu)勢包括鉗位FET電壓(其可最大限度地降低振動聲和噪聲)和低輸入紋波電流(支持小型輸入電容器)等。缺點是在電感器、FET和二極管中的電流較高(高于輸出)、在FET中可能因高電壓開關(guān)和較大電流而產(chǎn)生更大的損耗，以及輸出電容器中的脈動電流。如果輸出電流遠遠小于1A，那么這些缺點通常就微不足道了。

降壓

在通過較高輸入電壓驅(qū)動少量LED時，應選用降壓轉(zhuǎn)換器。它通常能夠以最小的整體封裝尺寸實現(xiàn)極高的效率。優(yōu)勢包括組件應力強度為小于等于Vin最大值和小于等于Iout值，以及低輸出紋波電流(支持小型輸出電容器)等。不足之處在于具有脈動輸入電流，并可能在FET開關(guān)電壓下出現(xiàn)振動聲。一種不錯的做法是將輸出電容器與LED并聯(lián)(而非接地)，以簡化控制環(huán)路。

反相升降壓

反相升降壓是一種“介于這兩者之間”的拓撲選項，意思是轉(zhuǎn)換器可用作降壓或升壓。即便輸出為負，LED其實也不在乎，不必因此而停下來。由于控制器參考的是–Vout，因此電流感應電阻器反饋的連接類似于標準降壓拓撲。事實上，一般很難發(fā)現(xiàn)它與降壓拓撲之間的區(qū)別，原因是很多連接都是相同的，但電路工作不同。其優(yōu)勢包括既使用降壓(或同步降壓)控制器，還能獲得降壓-升壓功能!缺點是較低的效率、較大的電流強度(類似于升壓拓撲)、而且如果需要獲得控制器啟用，還需要進行電平轉(zhuǎn)換。

SEPIC

單端初級電感轉(zhuǎn)換器 (SEPIC) 是一款非反相升降壓拓撲。電感器既可耦合(就像變壓器一樣)，也可完全分立。優(yōu)勢包括類似于升壓轉(zhuǎn)換器的鉗位開關(guān)工作(是低噪聲、高開關(guān)頻率的理想選擇)和低輸入紋波電流(適用于小型輸入電容器)等。缺點是組件用量最多、效率較低、電流應力最高、而且其復雜控制環(huán)路最難理解(但在較低帶寬下使用一般不成問題)。以上四種拓撲在LED供電電路中較為常見。升壓效率最高，降壓能在較小的封裝基礎(chǔ)上產(chǎn)生最大的效率，反向升降壓較為靈活，能使用在不同的電路中。SEPIC與反向升降壓類似，但效率卻較低，需要在較低的帶寬下使用。

每種拓撲結(jié)構(gòu)都有其自身的優(yōu)勢，大家可以根據(jù)不同需求來進行選擇。相信在未來的科學技術(shù)更加發(fā)達的時候，LED會以更加多種類的方式為我們的生活帶來更大的方便，這就需要我們的科研人員更加努力學習知識，這樣才能為科技的發(fā)展貢獻自己的力量。