LED照明系統設計技巧

隔離式LED驅動器

圖2中的驅動器針對低功率、電氣非隔離式集成LED替換燈專門優化過。PI針對要求電氣隔離的更高功率LED照明系統，推出了LinkSwitch-PH控制器。圖3所示(詳見本刊網站)為使用LinkSwitch-PH的隔離式LED驅動器的電路圖。

圖 3：14W可控硅調光的高功率因數LED驅動器的電路圖。

該電路能夠在90VAC至265VAC的輸入電壓范圍內對28V的額定LED串電壓提供0.5A驅動電流，其特性包括超寬調光范圍、無閃爍工作(即使使用低成本的交流輸入可控硅調光器)以及快速平滑的導通。

它所使用的拓撲結構是運行于連續導通模式下的隔離反激式結構。輸出電流調節完全從初級側檢測，因此無需使用次級反饋元件。單級內部控制器調整高壓功率MOSFET的占空比，以保持輸入電流為正弦交流電，從而確保高功率因數和低諧波電流。

該電路的功能與圖2中的電路大體相似，最明顯的差異是該電路采用了電氣隔離，沒有使用與負載串聯的檢測電阻。反饋控制通過變壓器上的偏置繞組提供。反饋控制具有兩項功能：經由旁路(BP)輸入對LinkSwitch-PH供電，經由反饋(FB)輸入提供電流反饋。LinkSwitch-PH提供的另一個重要輸入是電壓監測(V)。該引腳與外部輸入電壓峰值檢測器接口相連，后者由D1、C3、R1、R2和R3構成。外加電流用于控制輸入欠壓(UV)和過壓(OV)的停止邏輯，并提供前饋信號以控制輸出電流和遠程開/關功能。該電路集成了衰減電路和泄放電路，以確保可控硅工作。

在任何LED照明裝置中，驅動器的性能都決定著最終用戶的照明體驗，包括啟動時間、調光、無閃爍工作和各單元之間的一致性。14 W驅動器可同時在115 VAC和230 VAC下兼容各種調光器并兼容盡可能寬的調光范圍。因此，衰減電路和泄放電路會起到相對積極的作用，但這會讓效率下降。即使如此，該電路的效率仍能在115 VAC下≥85%，在230 VAC下≥87%。如果不需要調光功能，可省去衰減電路和泄放電路，可取得更高的效率。

隨著LED照明市場潛力的不斷擴大，上述設計折衷凸顯出了一系列哲學問題。既然新技術的功耗只是舊技術的十分之一，在會降低效率(即增加功耗)的情況下，是否真的有必要與所有舊的可控硅控制器實現兼容？當使用一個最低負載規格為40W的1000W可控硅控制器提供驅動時，我們能否讓一個5W LED燈正確工作呢？是的，這是可以做到的，也許應該盡快做到。但我們必須謹記，完整照明解決方案的最終目標是實現最大效率和最低生命周期成本。