洞悉驱动器特性设计出低电压AC的LED应用设计

热能挑战迎刃而解高整合控制器功不可没

总括来说，60℃温差的热能循环（从LED帽到焊接点，一直到驱动板）在设计上并不完美。谈到LED的使用寿命和可靠性，热能永远是必须解决的问题，而图3所示的LM3409控制器就是一个优异的选择，它能让设计者透过各种外部元件将热能排出，以一个低成本的P-Channel金属氧化物半导体场效电晶体（PFET）外部元件为例，藉由使用LM3409就能显着降低系统温度，而其中最热的元件应该是53℃的PFET.

由于LM3409的接面温度是43℃，而所有测试都在30℃环境温度下进行，这表示其拥有充分的热能余量，也使设计者更容易达到热能设计的目标。此外，LM3409係一个高度整合的控制器，特别是用于固定电流的LED驱动应用中，所以只需要少数的外部元件，便可以解决尺寸问题和降低生产成本。

图3适合中型阵列设计的LM3409採用12VAC系统，可驱动640毫安培电流和10.4伏特的LED阵列封装

LM3409亦具有容易进行调光控制的优势，不论是PWM调光（在EN接脚上）或是类比调光，均可藉由一个电压分压器隔开主要输入轨来获得类比调光功能，如此一来，就能在输入电压直接降低时，连带使LED电流下降，以达到设计弹性。其次，如果要求绝对色彩準确性或其他特殊的调光功能，则可使用PWM讯号（外部的微控制器或类似装置所提供）或是类比IADJ接脚，完成此一需求。

另一方面，LM3409具有两个有效的监视电流迴路，一个是设置在高端电流感测电阻RSNS，另一个直接在ISENS.设计者有叁个方法经由ISENS来达到类比调光，首先是透过ISENS开路以让RSNS控制LM3409；再者係提供接脚一个从0～1.24伏特的外部电压（由RSNS设置时1.2伏特是最大输出）；或可从接脚到地面连结一个分压器以改变电流（永远将RSNS设置到最大）。

透过以上叁种方式，在交流电转换成直流电后，经由电压分压器到主输入轨就能轻易连结；不过若选择电压分配器在1.24伏特时，则可拥有最大的输入电压（12VAC系统16.97V，24VAC系统33.94V），因此，当输入电压较低时，理所当然会产生一个较低的光源输出。

而值得讨论的是，该情况与不具典型调光装置驱动器的差别，或没有这个连结的话，LM3409将如何表现。

由于上述情况均是针对直流对直流的调节器，所以会有输入到输出改变的自然情形，有鑑于此，想要对一个固定的电压或电流加以控制的想法便应运而生。举例来说，若不提供一个调光讯号，电路就会尝试维持电流的规格，直到输入电压接近输出电压（LED驱动电压），且输出电平将不会改变，直到输入端进入电路讯号损耗区（通常是在降压调节器运作下驱动电流时，输入的伏特数高于所要求的输出），当输入电压开始下降时，输出电压也随着快速减少。

反观在PFET控制器的调节下，LM3409只有小範围的改变，能够在整个工作週期下，维持非常低的损失，其使用类比调光功能可以线性方式降低LED电流，使LED具备可调光的设计，在开关关闭前达到欠压锁定设定（或者可以用极小的输出电压驱动LED）。藉由改变电压的方式来达到调光功能，已能有效的控制输入线路，而在交流对直流的前端，则需要额外的电容以达到光源输出后，所造成的输入涟波最小化。

此外，透过直接连结调光功能到输入电压，可不须顾虑LED驱动器的稳定度。除非充分过滤，否则输入线路的任何暂时状态都会显示在输出上。因此，该连结方式较不受到支持，除非须要使用调光功能，让IADJ维持开路。

另一方面，低电压TRIAC调光装置也可能会带来设计上的挑战。使用调压变压器或以交流低电压波形降低峰值的低电压调光系统，若使用类似的电路就可以良好的运作，不过，TRIAC调光系统需要额外的电路用以适当的解码截波波形。

低电压交流电系统结合LED照明解决方案大小通吃

总结而言，低电压交流电系统结合LED照明效能，可提供设计者创造各式各样从小型到大型照明解决方案的能力。美国国家半导体拥有适用于24VAC和12VAC系统广泛的产品组合，以协助实现其设计，在五花八门的产品阵容下，决定使用那种解决方案则取决于组件的特色，以及所需的解决方案尺寸。

尤其须要注意的是，整体系统的设计须透过现今驱动器的一些特性与进展，才能作出正确的决定，并使设计变得更简易、更健全和有效降低成本。拥有完备的解决方案知识，将能够进一步实现兼具快速及成本效益的解决方案，亦让设计人员拥有许多可用的选择。

不仅如此，低电压交流电LED在简化设计方面也提供稳定的电路分析，有关这些优点都能节省设计时间和金钱，同时也能提升产品的可靠性。