凌力尔特产品市场总监专访：LED驱动器Q&A

表 3: 60W 替代 LED 灯泡成本百分比

很显然，90% 的成本因素是 LED、散热、LED 驱动以及相关的外部和 EMI 滤波器。而且，它们彼此非常接近。要指出的是，并没有一个单一的成本因素推动这类灯泡的总成本。因此，为能够降低总成本，必须逐步减小所有这些项目 —— 有些并不是那么容易实现。

有很多因素会损害 LED，甚至导致 LED 及其 LED IC 驱动器电路失效。在这些知识基础上，照明系统设计人员应考虑设计方法，甚至包括 LED IC 驱动器电路的某些特别元器件选择标准等，从而保护 LED 不受损害。

一些更关键的因素包括；

(1) 为 LED 提供非常稳定的电流。LED IC 驱动电路非常关键，因为这一电路要面对各种各样的输入电源，由于应用的不同导致驱动电路也各不相同，把输入电源转化成所需要的电压和电流，以实现最佳的 LED 性能。过压或者过流都会对 LED 使用寿命或光输出造成不利影响，因此，电压和电流越稳定，系统就越可靠。所以，±5% 范围内的稳压和稳流有利于延长使用寿命，减少使用故障。

 (2) 为保护不受过压的影响，首先要求 LED 驱动电路能够处理比正常工作时更大的瞬变电压。一个很好的例子是汽车应用环境，负载突降时会达到 42V，甚至更高。

(3) 保护不受过热的影响也是较难处理的一个问题。LED 装置一般较小，比较紧凑，没有空间设置散热器 (甚至没有风扇实现空气对流散热)。因此，需要通过传导来处理大部分热耗。在设计构思阶段就需要考虑良好的热散。而且，转换效率非常高的 LED 驱动电路也会有很大的帮助。转换效率越高，转换的能量损失就越小，产生的热量也就越少。因此，效率 90% 以上的 LED IC 驱动器电路会有助于实现良好的散热设计。

有助于散热的另一个好方法是在 LED IC 驱动器电路中采用片内温度传感器，如果有系统控制器来监视这一温度信号，那么，可以对总系统进行节流，从而减少热量的产生。当然，这样的代价是降低了光输出，但要比整个系统失效好得多。故障状态消失后，可以恢复正常工作。
 
结果，凌力尔特公司最近新推出了创新的 LED 驱动器 LT3791 就解决了所有这些问题，这是一款相当精密的降压-升压 LED 控制器。无论输入电压高于、低于还是等于输出电压，这一器件都实现了固定的输出电压。但是，与复杂低效的 SEPIC 转换器不同，这一 4 路开关同步单电感拓扑不仅简化了转换器设计，而且还提高了工作效率，从而降低了热耗。

图 1：使用 LT3791 的 100W LED 驱动器具高达 98.5% 的峰值效率


从图 1 的 100W 驱动器电路原理图可以看出，在整个输入电压范围内，输出达到 33.3V/ 3A，转换效率高达 96%。

一些关键特性包括高达 60V 的宽输入和输出工作电压范围。为能够在灯链上实现最佳和均匀的 LED 光输出，还提供非常严格的 ±2% 输出电压精度，以及 ±6% LED 电流精度和 ±6% 输入电流准确度 (在整个电压、负载和温度范围)。

为方便使用，LT3791 可以采用 PWM 或者模拟调光。4 路开关降压-升压拓扑不仅实现了模式之间的无缝转换，而且，在所有这些模式中，噪声都非常低，包括 VOUT 接近于 VIN 的直通模式，这是很难做到的，特别是，在这一模式期间会出现负载瞬变事件! 而且，为提高系统性能和可靠性，还提供了输入和输出电流调节功能。这一器件将应用于周围温度变化较大的环境中，因此，提供 H 级型号，其工作结温范围在 -40°C 至 +150°C 之间。