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1、LEDLED 驱动基础知识驱动基础知识提要： LED 按照应用可以分为照明、背光和显示三大类别。大多数的 LED 驱动电路都属于 下列拓扑类型：降压型、升压型、降压-升压型、SEPIC 和反激式拓扑。LED 按照应用可以分为照明、背光和显示三大类别。大多数的 LED 驱动电路都属于下列拓扑 类型：降压型、升压型、降压-升压型、SEPIC 和反激式拓扑。为了实现更加高效的 LED 照 明，需要有新的拓扑结构来提供解决方案，从反激式拓扑结构转向谐振半桥拓扑结构，可以 充分发挥零电压开关拓扑结构（ZVS）的优势。除此之外还有简易的限流电阻器或线性稳压 器来驱动 LED，但是此类方法通常会浪费过多功率
2、。LED 照明应用的主要设计挑战包括以下 几个方面：散热、高效率、低成本、调光无闪烁、大范围调光、可靠性、安全性和消除色偏。 这些挑战需要综合运用适当的电源系统拓扑架构、驱动电路拓扑结构和机械设计才能解决。表 1 LED 驱动常用拓扑结构图不管 LED 照明系统的输出功率有多大，LED 驱动器电路的选择都将在很大程度上取决于输入 电压范围、LED 串本身的累积电压降、以及足以驱动 LED 所需的电流。这导致了多种不同的 可行 LED 驱动器拓扑结构，如降压型、升压型、降压-升压型和 SEPIC 型、反激式拓扑、谐 振半桥拓扑结构。每种拓扑结构都有其优点和缺点。LED 驱动电路相关的设计参数包括
3、输入电压范围、驱动的 LED 数量、LED 电流、隔离、EMI 抑制以及效率等。总的看来 LED 照明设计需要考虑以下几方面的因素：输出功率：涉及 LED 正向电压范围、电流及 LED 排列方式等电源：AC-DC 电源、DC-DC 电源、直接采用 AC 电源驱动功能要求：调光要求、调光方式（模拟、数字或多级）、照明控制其他要求：能效、功率因数、尺寸、成本、故障处理（保护特性）、要遵从的标准及可靠性 等更多考虑因素：机械连接、安装、维修/替换、寿命周期、物流等LEDLED 照明驱动照明驱动LED 照明符合节能环保的大趋势，前景比较明朗，虽然背光、显示技术发展多年，方案相对 成熟，但在市场热度上不
4、如照明，而且在很多相关消费电子市场（如手机背光）竞争强度大， 对成本要求高，价格战频发，利润空间受到较大限制。有人认为也许就在 2-3 年中，LED 照 明技术将有突破性进展，市场会大规模启动。与此同时 LED 照明的应用不断拓宽，新的市场 不断涌现。也许大功率路灯、普通照明等市场起步比较慢，但你会发现一些小功率的照明市 场在快速发展，比如装饰照明、便携产品照明等等。美国能源部（DOE）“能源之星”（ENERGYSTAR）固态照明（SSL）规范：美国能源部（DOE）“能源之星”（ENERGYSTAR）固态照明（SSL）规范中规定任何功率等级 皆须强制提供功率因数校正（PFC）。这标准适用于一系
5、列特定产品，如嵌灯、橱柜灯及台 灯，其中，住宅应用的 LED 驱动器功率因数须大于 0.7，而商业应用中则须大于 0.9;但是， 这标准属于自愿性标准。欧盟的 IEC61000-3-2 谐波含量标准中则规定了功率大于 25 W 的 照明应用的总谐波失真性能，其最大限制相当于总谐波失真（THD） 35%，而功率因数 （PF）0.94。虽然不是所有国家都绝对强制要求照明应用中改善功率因数，但某些应用可能有这方面的要 求，如公用事业机构大力推动拥有高功率因数的产品在公用设施中的商业应用，此外，公用 事业机构购入/维护街灯时，也可以根据他们的意愿来决定是否要求拥有高功率因数（通常 0.95+）。美国能
6、源部能源之星近期发布了其集成 LED 灯（该灯通常要拧入 ANSI 标准化灯座，与当今 市面上的大多数白炽灯类似）提议标准的修订草案 3，其中规定对于功率5W 的灯泡，对最 小功率因数不作要求，对于功率5W 的灯泡，功率因数必须 0.70。LEDLED 照明系统拓扑架构选择：照明系统拓扑架构选择：LED 照明系统架构选择取决于你的设计目标是低成本、高效率还是最小 PCB 面积。一般来说， 小于 25W 的 LED 照明系统不要求进行功率校正，因此可以采取简单一些的拓扑架构，如 PSR 或 Buck 拓扑。25W-100W 的 LED 照明应用要求进行功率校正，因此一般采用单级 PFC、准谐 振
7、（QR）PWM 或反激式拓扑。100W 以上 LED 照明应用一般采用效率更高的 LLC 拓扑和 PFC。 从效率角度来看，LLC 和 QR 性能更好;而 PSR 方案无需次级反馈，设计简单，尺寸也比其它 方案小。”就 DC-DC 解决方案而言，其中，标准降压型转换器是最简单和最容易实现的方案，升压型和 降压-升压型转换器次之，而 SEPIC 型转换器则最难实现，这是因为它采用了复杂的磁性设 计原理，而且需要设计者拥有高超的开关模式电源设计专长。终端产品的应用决定 LED 的拓 扑结构，然后再根据 LED 的拓扑结构和输入电源再合理选择 Buck、Boost、SEPIC（较少用） 、或 Buck-Boost 结构。“一般来说，25W 以下选用 Buck 的较多。更大功率的则倾向于选择 Boost 结构。效率的话两者一般都可以做到 85%以上，小功率的 LED 灯尽量采用集成度高的 方案。大功率的方案要选用技术集成度高的产品。
