LED驅(qū)動(dòng)器：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)用場合，從簡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)測輸出電壓/電流，并通過一個(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)器可通過在輸出級(jí)使用變壓器，設(shè)計(jì)成隔離式配置；或通過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。