LED驱动电源的拓扑结构选择

在LED驱动电路当中，经常会添加带有变压的交流到直流电源转换功能，其中包含了反激、正激及半桥等拓扑结构。如图1所示，其中反激拓扑结构是功率小于30 W的中低功率应用的标准选择，而半桥结构则最适合于提供更高能效/功率密度。就隔离结构中的变压器而言，其尺寸的大小与开关频率有关，且多数隔离型LED 驱动器基本上采用“电子”变压器。

设计当中比较常见的一些直流驱动方式。这种驱动方式相较于其他的方法来说设计简单、成本低廉，并且最大的特点是不受到EMC的干扰，但也有不足，就是依赖于电压、需要筛选(binning) LED，且能效较低。采用DC-DC电源的LED照明应用中，可以采用的LED驱动方式有电阻型、线性稳压器及开关稳压器等，电阻型驱动方式中，调整与LED串联的电流检测电阻即可控制LED的正向电流，线性稳压器同样易于设计且没有EMC问题，还支持电流稳流及过流保护(fold back)，且提供外部电流设定点，不足在功率耗散问题，及输入电压要始终高于正向电压，且能效不高。开关稳压器通过PWM控制模块不断控制开关(FET)的开和关，进而控制电流的流动。

高能效是开关稳压器的优点，但是更高的能效产生就意味着更多的成本投入，不仅如此，开关稳压器的结构也较为复杂，并且无法摆脱EMI的问题。LED DC-DC开关稳压器常见的拓扑结构包括降压(Buck)、升压(Boost)、降压-升压(Buck-Boost)、单端初级电感转换器(SEPIC)等不同类型。其中，所有工作条件下最低输入电压都大于LED串最大电压时采用降压结构，如采用24 Vdc驱动6颗串联的LED;与之相反，所有工作条件下最大输入电压都小于最低输出电压时采用升压结构，如采用12 Vdc驱动6颗串联的LED;而输入电压与输出电压范围有交迭时，可以采用降压-升压或SEPIC结构，如采用12 Vdc或12 Vac驱动4颗串联的LED，但这种结构的成本及能效最不理想。

从最初的简单电路构造，发展到先如今的直流电源直接驱动，LED技术已经经历了较为长远的一段发展时间。直流电源驱动的应用示意图如图3所示。这种结构中，LED串以相反方向排列，工作在半周期，且LED在线路电压大于正向电压时才导通。这种结构具有其优势，如避免AC-DC转换所带来的功率损耗等。但是，这种结构中LED在低频开关，故人眼可能会察觉到闪烁现象。此外，在这种设计中还需要加入LED保护措施，使其免受线路浪涌或瞬态的影响。