LED的排列方式及LED光源的规格共同决定驱动器的基础要求。LED驱动器的主要功能是在一定的工作条件范围内稳定流过LED的电流,而不受输入及输出电压变化的影响。为保证安全,最常用的是采用变压器实现电气隔离的隔离方案。本文讨论LED照明设计中需考虑的主要因素。
一、LED驱动器的通用要求
驱动LED面临诸多挑战:LED的正向电压会随温度与电流变化而变化,且不同个体、不同批次、不同供应商的产品正向电压也存在差异;同时LED的色点也会随电流及温度而漂移。
应用中通常使用多颗LED,这就涉及排列方式的选择。在各种排列方式中,首先推荐驱动串联在一起的单串LED,因为无论正向电压如何变化、输出电压如何漂移,这种方式都能提供极佳的电流匹配性能。用户也可采用并联、串并联组合及交叉连接等其他方式,以适应对正向电压匹配有要求的应用并获得其他优势。例如在交叉连接中,若某一LED因故障开路,仅1颗LED的驱动电流会加倍,从而将故障对整个电路的影响降至最低。
LED驱动器基本工作电路分为隔离与非隔离两类:所谓“隔离”是指交流线路与LED(即输入与输出)之间没有直接的电气连接,通常以高频变压器实现;“非隔离”则未采用高频变压器隔离。
在LED照明设计中,AC/DC电源转换与恒流驱动两部分可采用不同配置:整体式(integral)配置将两者融合于照明灯具内,可优化能效并简化安装;分布式(distributed)配置使两者独立,可简化安全考虑并增加灵活性。
根据应用要求,LED驱动器可采用恒定电压(CV)输出——输出为一定电流范围内被钳位的电压;恒定电流(CC)输出——严格限定输出电流;或恒流恒压(CCCV)输出——提供恒定输出功率,实际电流由LED正向电压决定。
综合而言,LED照明设计需考虑以下因素:输出功率(涉及LED正向电压范围、电流及排列方式);电源形式(AC/DC、DC/DC或直接AC驱动);功能要求(调光方式:模拟、数字或多级,以及照明控制);其他要求(能效、功率因数、尺寸、成本、故障处理、所遵从的标准与可靠性);以及工程层面的机械连接、安装、维护更换、寿命周期与物流等考量。

