一种集中LED路灯电源的设计和实现

LED路灯是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯，高压钠灯360度发光，光损失大的缺点造成了能源的巨大浪费。当前，全球的环境在日益恶化，各国都在发展清洁能源。而随着国民经济的高速增长，我国能源供需矛盾日渐突出，电力供应开始存在着严重短缺的局面，节能是目前所急需解决的问题。因此，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的LED路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。道路照明与人们生产生活密切相关，随着我国城市化进程的加快，LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势逐渐走入人们的视野、成为目前世界上最具有替代传统光源优势的新一代节能光源，因此，LED路灯将成为道路照明节能改造的最佳选择。

立科技近年来发表了一系列LED照明的驱动IC.也一直关注LED路灯的发展，本文主要是针对几种不同LED路灯的应用，提出适合的架构，并做优缺点的分析。让读者能依自己公司状况以及所设计路灯应用范围的不同，找出最合适的方案。同样的架构，也可用于其他大功率灯具的设计中。

1、直接AC输入，对6串LED分别做定电流控制

交流电alternating current ,简称为AC.它的最基本的形式是正弦电流。我国交流电供电的标准频率规定为50赫兹，日本等国家为60赫兹。交流电随时间变化可以以多种多样的形式表现出来。不同表现形式的交流电其应用范围和产生的效果也是不同的。电流随时间的变化规律，由此看出：正弦交流电需用频率、峰值和相位三个物理量来描述。交流电所要讨论的基本问题是电路中的电流、电压关系以及功率(或能量)的分配问题。由于交流电具有随时间变化的特点，因此产生了一系列区别于直流电路的特性。在交流电路中使用的元件不仅有电阻，而且有电容元件和电感元件，使用的元件多了，现象和规律就复杂了。

在以下的几种方案之中，这一种应该是目前效率最高，电路成本最低的方式。直接藉由Photo-coupler对一次侧做回溯控制，调整输出电压。相较于其他传统方案，少一次的switchinglose。将CSpin的电压固定在0。25V，对6串LED分别做定电流控制。IC会侦测各串FB的位置，将电压最低那串，也就是Vf总和最高的那串，固定在0。5V。此时由于各串LEDVf值总和的不同，Vf差异所引起多余的电压会落在MOS上面，造成些许损耗。如果是一般对Vf分BIN过后的LED，损耗应该可以控制在2%以内。少于一般的switchinglose。若使用LLC架构的一次侧，有机会让整体电源效率接近90%。基于现阶段各LED厂并不倾向提供高功率LEDVf分Bin的服务。所以必需由用户自行调整各串LEDVf的总和，造成大量生产时的困扰。目前此方式较适合对效率有极端追求的方案，特别是一些由省电的多寡来定价的项目。

优点：效率高，成本低，

缺点：AC输入，一次侧的设计较为复杂，电源效率跟各串Vf的差异有关。

适用于追求高效率的路灯

2、DC或电池输入，对6串LED分别做定电流控制

直流电(Direct Current,简称DC)，是指方向和时间不作周期性变化的电流，但电流大小可能不固定，而产生波形。又称恒定电流。所通过的电路称直流电路，是由直流电源和电阻构成的闭合导电回路。直流电所通过的电路称直流电路，是由直流电源和电阻构成的闭合导电回路。在该直流电路中，形成恒定的电场。在电源外，正电荷经电阻从高电势处流向低电势处，在电源内，靠电源的非静电力的作用，克服静电力，再从低电势处到达高电势处，如此循环，构成闭合的电流线。所以，在直流电路中，电源的作用是提供不随时间变化的恒定电动势，为在电阻上消耗的焦耳热补充能量。

多串的升压结构设计，LED驱动的方式与前一种类似，差别在于由原来的AC输入，改为经由adaptor或是电池输入。Low-sidesense的设计，只要选择耐压够的MOS，LED可以串到相当多的数目。相较于前面AC输入的方案，设计较为简单。但由于多了一次升压的switching，效率相对较低升压结构的设计，在适当的范围内，效率对输出电压或是LED数目的变化较降压为小，所以此架构的LED配置较为灵活。LED数目的变化不易导致输出电流或效率的改变。适合需任意配置LED数目的应用。

优点：设计简单，电路成本低;

缺点：效率较低，且跟Vf相关;

适合需灵活配置LED数目的多串LED设计。

3、单串降压结构

这应该是目前最普遍的方式，设计简单，效率也高。有些厂商，仍喜欢用单串的设计，优点是将来维修容易。而且可以做模块化设计。不同功率的路灯可以使用相同的灯条，只要更换路灯面板，插上不同数目的灯条，就可以组合出各种不同功率的路灯。缺