選擇匹配具體的應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

現(xiàn)今的LED照明已具備了多元化的應(yīng)用場(chǎng)合，從簡(jiǎn)單的白熾燈或冷陰極熒光燈(CCFL)替代品，到新的建筑、工業(yè)、醫(yī)療和其他應(yīng)用。為了在應(yīng)用中最佳化匹配燈和光亮，不同的LED照明應(yīng)用通常都有相對(duì)應(yīng)的性能標(biāo)準(zhǔn)要求。

為了驅(qū)動(dòng)LED,工程師可以從琳瑯滿目的驅(qū)動(dòng)器架構(gòu)中挑選，然而每一架構(gòu)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)具體應(yīng)用的適應(yīng)能力有好有壞。選擇驅(qū)動(dòng)器架構(gòu)時(shí)需考慮的因素有很多，其中成本占據(jù)首要位置，其次是隔離、調(diào)光、閃爍、色溫、功率因數(shù)、可靠性、熱管理等問(wèn)題。

基本的LED驅(qū)動(dòng)器架構(gòu)有幾種：次級(jí)側(cè)控制、初級(jí)側(cè)控制、隔離式/非隔離式。此外，功率因數(shù)控制(PFC)也是在許多應(yīng)用中的一個(gè)主要性能考慮因素，其解決方案由帶PFC功能的兩級(jí)或單級(jí)驅(qū)動(dòng)器，或不帶PFC功能的單級(jí)驅(qū)動(dòng)器(主要用于功率低于5W的應(yīng)用)組成。因此，整個(gè)驅(qū)動(dòng)器子系統(tǒng)就是一系列權(quán)衡下的結(jié)果，目的是降低物料清單(BOM)成本，實(shí)現(xiàn)最高效率，同時(shí)提供調(diào)光功能，打造一款溫度可控、具備故障保護(hù)功能的產(chǎn)品。

基本的驅(qū)動(dòng)器架構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)最佳的隔離和控制，次級(jí)側(cè)控制架構(gòu)監(jiān)測(cè)輸出電壓/電流，并通過(guò)一個(gè)光隔離通路向初級(jí)側(cè)驅(qū)動(dòng)器提供反饋信號(hào)(圖1)。該反饋信號(hào)使次級(jí)側(cè)控制器能夠提供較好的電流及電壓控制精度。更簡(jiǎn)單的初級(jí)側(cè)控制方案消除了次級(jí)側(cè)控制器和光隔離信號(hào)通路，從而降低了系統(tǒng)成本，在提高系統(tǒng)性能的同時(shí)，縮減了系統(tǒng)尺寸。在這種方案中，初級(jí)側(cè)驅(qū)動(dòng)器通過(guò)初級(jí)側(cè)波形分析確定輸出電流和電壓(圖1)。取決于分析的質(zhì)量，初級(jí)側(cè)控制可以做到匹敵甚至超越次級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)及性能，因此是當(dāng)今隔離式LED驅(qū)動(dòng)器常用的解決方案。

圖1:兩種常見的LED驅(qū)動(dòng)器方案采用了次級(jí)側(cè)控制(上圖)和初級(jí)側(cè)控制(下圖)。次級(jí)側(cè)控制具備較好的電流及電壓控制精度，但初級(jí)側(cè)控制可減少元器件數(shù)量和系統(tǒng)尺寸，同時(shí)提高性能。

基本的初級(jí)側(cè)控制電路通過(guò)輸出級(jí)變壓器實(shí)現(xiàn)了隔離。但是，為了減少元器件成本，非隔離方案采用電感器替代變壓器，并能采用降壓控制器替代初級(jí)側(cè)驅(qū)動(dòng)器反激電路(圖2)。在非隔離方案中，控制機(jī)制得到了簡(jiǎn)化，但為了防止輸入與輸出間短路，該電路要求更加復(fù)雜的物理隔離。目前，大多數(shù)LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)采用的是隔離式架構(gòu)。在未來(lái)一兩年內(nèi)，電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的進(jìn)步將可提供更進(jìn)一步降低成本的方案。

圖2:初級(jí)側(cè)驅(qū)動(dòng)器可通過(guò)在輸出級(jí)使用變壓器，設(shè)計(jì)成隔離式配置;或通過(guò)使用電感器替代輸出變壓器，并選用降壓控制器替代反激電路，設(shè)計(jì)成非隔離配置。