根據(jù)具體應(yīng)用的不同，LED可能會(huì)采用不同的電源來(lái)供電，如交流線路、太陽(yáng)能板、12 V汽車(chē)電池、直流電源或低壓交流系統(tǒng)，甚至是基于堿和鎳的電池或鋰離子電池等。 1）采用交流離線電源為L(zhǎng)ED供電 在采用交流離線電源為L(zhǎng)ED供電的應(yīng)用中，涉及到眾多不同的應(yīng)用場(chǎng)合，如電子鎮(zhèn)流器、熒光燈替代、交通信號(hào)燈、LED燈泡、街道和停車(chē)照明、建筑物照明、障礙燈和標(biāo)志等。在這些從交流主電源驅(qū)動(dòng)大功率LED的應(yīng)用中，有兩種常見(jiàn)的電源轉(zhuǎn)換技術(shù)，即在需要電流隔離（galvanic isolation）時(shí)使用反激轉(zhuǎn)換器，或在不需要隔離時(shí)使用較為簡(jiǎn)單的降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 在反激轉(zhuǎn)換器方面，根據(jù)輸出功率的不同，可以采用安森美半導(dǎo)體的不同反激轉(zhuǎn)換器。例如，安森美半導(dǎo)體的NCP1013適合于功率高達(dá)5 W（電流為350 mA、700 mA或1 A）的緊湊型設(shè)計(jì)應(yīng)用，NCP1014/1028可以提供高達(dá)8 W的連續(xù)輸出功率，而NCP1351則適合于大于15 W的較大功率通用應(yīng)用。 以NCP1014/1028為例，這是安森美半導(dǎo)體推出的離線式PWM開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，具有集成的700 V高壓MOSFET，均采用350 mA/22 Vdc變壓器設(shè)計(jì)及700 mA/17 Vdc配置，輸入電壓范圍為90至265 Vac，具有輸出開(kāi)路電壓鉗位、采用頻率抖動(dòng)減少電磁干擾（EMI）信號(hào)以及內(nèi)置熱關(guān)閉保護(hù)等特性，適合于LED鎮(zhèn)流器、建筑物照明、顯示器背光、標(biāo)志和通道照明及作業(yè)燈等應(yīng)用。NCP1014/1028的應(yīng)用設(shè)計(jì)示意圖如下面的圖1所示。值得一提的是，這設(shè)計(jì)具有開(kāi)路輸出保護(hù)功能，會(huì)在開(kāi)路時(shí)將輸出鉗位至24 V電壓。在這設(shè)計(jì)中，電流和開(kāi)路電壓能夠通過(guò)簡(jiǎn)單地改變電阻/齊納二極管組合來(lái)調(diào)整。值得一提的是，如果針對(duì)230 Vac交流線路使用另一種可選變壓器，則NCP1014能夠提供高達(dá)19 W的功率，NCP1028能夠提供高達(dá)25 W的功率。 圖1：安森美半導(dǎo)體離線式第二代LED驅(qū)動(dòng)器NCP1014/1028的應(yīng)用示意圖。 在照明應(yīng)用中，如果輸出功率要求高于25 W，LED驅(qū)動(dòng)器則面臨著功率因數(shù)校正（PFC）的問(wèn)題。例如，歐盟的國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）針對(duì)照明（功率大于25 W）的要求中具有針對(duì)總諧波失真（THD）的規(guī)定。而在美國(guó)，能源部“能源之星”項(xiàng)目固態(tài)照明標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)PFC帶有強(qiáng)制性要求（而無(wú)論是何種功率等級(jí)），即針對(duì)住宅應(yīng)用部分要求功率因數(shù)高于0.7，而針對(duì)商業(yè)應(yīng)用部分要求功率因數(shù)高于0.9。這標(biāo)準(zhǔn)屬于自愿遵守的標(biāo)準(zhǔn)，并非強(qiáng)制性要求，但有些應(yīng)用可能需要良好的功率因數(shù)。例如，公營(yíng)事業(yè)機(jī)構(gòu)將推動(dòng)LED的大規(guī)模應(yīng)用，應(yīng)用在公用設(shè)施級(jí)別的LED可望擁有較高功率因數(shù)；而且公營(yíng)事業(yè)機(jī)構(gòu)擁有或提供LED街燈服務(wù)時(shí)，LED是否具有較高功率因數(shù)（通常大于0.95）取決于公營(yíng)事業(yè)機(jī)構(gòu)的意愿，如果他們?cè)敢?，則相應(yīng)的LED驅(qū)動(dòng)解決方案必須滿足這方面的要求。 圖2：需要PFC的LED驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中不同架構(gòu)對(duì)比。 在這類(lèi)可能需要采用PFC控制器的應(yīng)用中，傳統(tǒng)的解決方案是PFC控制器+PWM控制器的兩段式方案。這種方案支持模塊化，且認(rèn)證簡(jiǎn)單，但在總體能效方面會(huì)有折衷，如假設(shè)交流-直流（AC-DC）段的能效為87%至90%，直流-直流（DC-DC）段能效為85%至90%，則總能效僅為74%至81%。隨著LED技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)，這種架構(gòu)預(yù)計(jì)將轉(zhuǎn)化為更加優(yōu)化、更高能效的方案。根據(jù)要求的不同，有多種可供選擇的方案，如：PFC+非隔離降壓、PFC+非隔離反激或半橋LLC、NCP1651/NCP1652單段式PFC方案。 另一方面，如上所述，在不需要隔離的應(yīng)用中，可以采用較為簡(jiǎn)單的降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)所使用的電感比變壓器小得多，而且只需要很少的元件來(lái)實(shí)現(xiàn)這種解決方案。這種架構(gòu)采用的是峰值電流控制（PCC）模式，工作在深度連續(xù)導(dǎo)電模式（CCM）。這種架構(gòu)具有多種優(yōu)勢(shì)，如可以消除使用大電解輸出電容、具有“良好”穩(wěn)流的簡(jiǎn)單控制原理，以及能夠充分利用安森美半導(dǎo)體的動(dòng)態(tài)自供電（DSS）技術(shù)能力來(lái)直接從交流線路為驅(qū)動(dòng)器供電。圖3顯示的是安森美半導(dǎo)體NCP1216 PWM電流模式控制器的應(yīng)用設(shè)計(jì)示意圖。 圖3：采用峰值電流控制的NCP1216非隔離型離線式LED驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。 它充分利用高壓工藝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，從交流主電源直接為控制器供電，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了電路。這設(shè)計(jì)適合120 Vac條件，若要用于230 Vac條件，則需要變更少許元件，如功率FET和電容。由于這是一種非隔離型AC-DC設(shè)計(jì)，所以存在高壓。而且這是一項(xiàng)浮動(dòng)設(shè)計(jì)，IC和LED并非對(duì)地參考。在對(duì)器件進(jìn)行供電之前，LED必須連接至電路板。 對(duì)于這類(lèi)降壓控制方式而言，當(dāng)控制的LED數(shù)量減少時(shí)，它的一項(xiàng)局限就會(huì)出現(xiàn)，因?yàn)檫@時(shí)占空比會(huì)變得極窄。而且開(kāi)關(guān)控制器在電流被感測(cè)到之前會(huì)有200至400 ns的前沿消隱電路。在這種情況下，必須降低開(kāi)關(guān)頻率來(lái)適應(yīng)正常操作，并通過(guò)半波整流輸入電路將電壓保持在最低值。在這種方法中，基本架構(gòu)能夠通過(guò)元件修改來(lái)輕易擴(kuò)展，從而也能驅(qū)動(dòng)更長(zhǎng)的LED串。
馬經(jīng)理