LED电源设计及经验汇编

桥式整流器，C2、C3为滤波电容，RVl用作瞬态过电压保护，R2为限流电阻。在220V50Hz的输入电源下，通过电容C1的电流为I=69C1(C1单位为μF,I单位为mA)。若选择C1为0.471μF,电流约为32mA.在此情况下，R1值可选择1MΩ。

　　电容降压型LED驱动电路仅适合于小功率应用，不能提供较大的驱动电流，而且效率很低。其优点是成本低，电路简单。

　　2.变压器降压LED驱动电路

　　一种采用电源变压器降压的LED驱动电路如图6所示。变压器次边输出为12Vac,白光LED的正向压降VF=3.5V,正向电流IF=350mA.桥式整流滤波电压为12Vx2,限流电阻R1值为R1=(12V×2-3xVF)/IF=(12V×2-3×3.5V)/350mA=18.3Ω

　　选择R1=20Ω。R1在350mA下的功耗为0.352×20=2.45W,可选择3W的电阻。在R1=20下Ω，通过LED的电流为：

　　ILED=(12V×2-3×3.5V)/20Ω=323mA

　　若桥式整流器输入电压波动±10%,在10.8Vac下的LED电流为238mA,在13.2Vac下的LED电流则为429mA,导致LED电流变化率超过±25%.由此可见，虽然图6所示的电路比较简单，但电流调整能力很差，并且电源变压器大而笨重，不易于实现电路的小型化和轻量化。

　　图7所示为采用线性稳压器MC7809的白光LED驱动电路，其AC输入电压(12Vac)为电源变压器(或电子变压器输出。MC7809的DC输出电压为9V,R1值为：R1=(Vout-2×VF)/IF(9V-2x3.5V)/350mA=5.7ΩR1消耗的功率为：

　　p=12×R=(0.35A)2×5.7Ω=0.698W

　　MC7809的功耗为：P=(12V×根号(2)2-9V)×IF=(17-9V)×0.35A=2.8W采用线性稳压器后，电流调整率达±5%,但功率耗散较大，效率较低。

　　如果采用安森美公司生产的线性电流源NUD4001取代线性稳压器，电流调整率可低于1%,NUD4001的自身功耗在350mA下，仅为0.875W.

　　3.开关型稳压器

　　基于开关电源拓扑结构的离线LED驱动电路可以获得80%左右的高效率，并且能提供恒流和恒压输出，但是电路比较复杂，成本较高，在有些情况下存在EMI问题。

　　图8所示是基于控制器NCPl012的回扫(反激)式变换器驱动5个白光LED的电路。该电路的输出DC电压为17.5V,输出功率为6.125W,效率接近80%.NCP1012的开关频率为65kHz,提供动态自供电(DSS)、过电压及短路保护和过温度保护，无需变压器提供偏置绕组。由于芯片上集成了功率MOSFET,使外部元件进一步减少。

　　为满足景观照明、工业照明和建筑照明的需要，近期出现了很多用于驱动LED的离线控制器芯片。由于目前手机等便携式设备已趋于饱和，LED的应用将转向景观照明、汽车和大屏幕显示及普通照明领域。离线开关型LED驱动电路，将成为今后占主导地位的拓扑结构。LED太阳能供电系统，将会有一个较大的发展。

　　LED照明驱动难题的解决思路

　　LED的排列方式及LED光源的规范决定着基本的驱动器要求。LED驱动器的主要功能就是在一定的工作条件范围下限制流过LED的电流，而无论输入及输出电压如何变化。最常用的是采用变压器来进行电气隔离。文中论述了LED照明设计需要考虑的因素。

　　一、LED驱动器通用要求

　　驱动LED面临着不少挑战，如正向电压会随着温度、电流的变化而变化，而不同个体、不同批次、不同供应商的LED正向电压也会有差异;另外，LED的“色点”也会随着电流及温度的变化而漂移。

　　另外，应用中通常会使用多颗LED，这就涉及到多颗LED的排列方式问题。各种排列方式中，首选驱动串联的单串LED，因为这种方式不论正向电压如何变化、输出电压（Vout）如何“漂移”，均提供极佳的电流匹配性能。

　　当然，用户也可以采用并联、串联-并联组合及交叉连接等其它排列方式，用于需要“相互匹配的”LED正向电压的应用，并获得其它优势。如在交叉连接中，如果其中某个LED因故障开路，电路中仅有1个LED的驱动电流会加倍，从而尽量减少对整个电路的影响。

　　常见的LED排列方式

　　LED的排列方式及LED光源的规范决定着基本的驱动器要求。LED驱动器的主要功能就是在一定的工作条件范围下限制流过LED的电流，而无论输入及输出电压如何变化。LED驱动器基本的工作电路示意图如图2所示，其中所谓的“隔离”表示交流线路电压与LED（即输入与输出）之间没有物理上的电气连接，最常用的是采用变压器来电气隔离，而“非隔离”则没有采用高频变压器来电气隔离。

　　值得一提的是，在LED照明设计中，AC-DC电源转换与恒流驱动这两部分电路可以采用不同配置：

　　1）整体式（integral）配置，即两者融合在一起，均位于照明灯具内，这种配置的优势包括优化能效及简化安装等;

2）分布式（distributed）配置，即两者

单独存在，这种配置简化安全考虑，并增加灵活性。LED驱动器根据不同的应用要求，可以采用恒定电压（CV）输出工作，即输出为一定电