中心議題：

• 線性恒流穩壓器驅動LED
• 電感型轉換器驅動LED
• 可使用TRIAC調光的LED驅動方案
• LED日光燈驅動方案
• LED路燈照明解決方案

憑借著節能、高效、長使用壽命等優勢，LED照明成為當下異常火熱的一個領域。歐美、日本各國紛紛出台政策支持LED照明的發展。LED照明的發展催生了LED驅動器巨大的市場需求。本文將按照電流的等級來介紹幾種用於不同領域的LED照明驅動方案。

市場上典型的LED驅動器包括兩類，即線性驅動器和開關驅動器

；大概的適用範圍見圖1。如電流大於500mA的大電流應用采用開關穩壓器，因為線性驅動器限於自身結構原因，無法提供這樣大的電流；而在電流低於200mA的低電流應用中
，通常采用線性穩壓器或分離穩壓器；而在200至500mA的中等電流應用中，既可以采用線性穩壓器，也可以采用開關穩壓器。

開關穩壓器的能效高，且提供極佳的亮度控製。線性穩壓器結構比較簡單
，易於設計，提供穩流及過流保護
，且沒有電磁兼容性(EMC)問題。
                
                                                                       圖1 LED驅動器分類


線性恒流穩壓器

在低電流LED應用中
，電阻型驅動器盡管成本較低且結構簡單，但這種驅動器在低電壓條件下，正向電流較低，會導致LED亮度不足，且在負載突降等瞬態條件下，LED可能受損；並且電阻是耗能元件，整個方案的能效較低，見下圖示例。
                     
                                                               圖2 電阻型與線性驅動器對比

與電阻型驅動器相比，安森美半導體推出的線性恒流穩壓器可以提供穩定電流
，在寬電壓範圍下提供恒定亮度
，在高輸入電壓時保護LED，使其免於過驅動，在低輸入電壓時提供更高的亮度。而得益於其恒流特性，整個驅動僅需要一個SOT223封裝的線性穩壓器，結構簡單；客戶可以減少或消除源自不同供應商提供的不同LED的編碼成本
，使係統總成本更低。線性穩壓器的適合手電，手持應急燈，走廊夜燈等小電流應用。[page]

電感型轉換器

xianxingwenyaqishuchuderuodianshishuchunengliyouxian，qiebunengshengyashiyong。dianganxingzhuanhuanqishihenhaodejiejuefangan，keyishixianlianghaodeguangliangkongzhihezuijiadezongfaguangxiaolv。xuanzeheshidedianganxingzhuanhuanqiyouzhutishengxiaolv，ershijiwulunshishengyahuoshijiangya，douqujueyuyingyongdedianyuanheLED的配置結構。

智能樓宇中的備用電源一般為直流24V，市電斷電之後仍需要備用照明長時間的工作，省電是備用照明的重點，此時正是電感型轉換器LED驅動器的用武之地。圖3說明了如何利用CAT4201從一個24V電源來驅動5隻1W的LED。

LED電流由外部電阻R1來設定。CAT4201降壓LED驅動器利用兩階段開關作業來提供精確的平均電流。在第一階段
，位於內部的CAT4201FET開關將SW端連接到地，使電流上升並對電感充電。

                     
                                                         圖3：使用CAT4201驅動5個1W的LED。

電感兩端的電壓基本上等於24V減去LED的壓降。一旦電流達到預定的峰值，內部開關就切斷
，而電流則繼續流過蕭特基二極管
，直到電感放電為止。當電感的電流降到0時，將重複上述過程，因而電感電流的波形為三角形。本例中
，開關頻率約為260kHz。LED兩端的電容C2將LED的電流突波減到最小。采用大電容會將突波減到更小。

本例中的總轉換效率(LED功率除以來自VBAT的功率)可達94%。在調節過程中想要LED電流保持完好，隻要VBAT高於LED電壓－總VF+3V。低於該電平時
，LED電流將線性降低。

可使用TRIAC調光的LED驅動方案

在日常照明中雖然大功率LED現在還不能大規模取代傳統的白熾燈，但它們在室內外裝飾、特種照明方麵有著越來越廣泛的應用，大功率LED被稱為“綠色光源”，將向大電流(300mA至1.4A)、高效率(60至120流明/瓦)、亮度可調的方向發展。

傳統的TRIAC（雙向晶閘管）調光控製器是用來調節電阻性的負載(例如是白熾燈或鹵素燈)，而目前市場上的LED驅動器解決方案
，在作TRIAC調光控製的時候
，會產生120Hz的閃爍及/或不能實現100:1的對比度。LM3445離線式LED驅動器解決方案
，適用於任何使用TRIAC(三端雙向可控矽)壁掛式調光器的LED照明應用，而且能夠提供寬範圍的，穩定的亮度平滑調整，並不會產生閃爍的變化。
                                               
                                                                      圖4 LM3445驅動電路

LM3445TRIAC調光LED驅動器，應用電壓範圍從80VAC到270VAC，導通角檢測器/譯碼器可以實現寬全範圍的(100:1)調光，內置3000Ω泄流電阻確保TRIAC信號譯碼無誤，正在申請注冊專利的調控架構可確保恒定的紋波電流以延長LED的工作壽命
，可調節輸出電流高至1A
，可通過主/從操作方式控製多條燈串的亮度。

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LED日光燈驅動方案

大功率LED照明需要的是低電壓、大電流的驅動器件，其發光的強度由流過LED的電流決定，電流過強會引起LED的衰減，電流過弱會影響LED的發光強度
，LED的驅動需要提供恒流電源，以保證大功率LED使用時的安全性
，並得到理想的發光強度。因此，在LED照明領域
，要體現出節能和長壽命的特點，選擇LED驅動IC至關重要，沒有好的驅動IC的匹配
，LED照明的優勢無法體現。

下圖是18W日光燈的應用方案。它以獨特的電路結構，采用峰值電流檢測為大功率LED提供恒定的供電電流。另外，PT4107還為使用者提供良好的調光措施（變阻器SW1:5K的可調）
，並為係統提供了安全可靠的過流、過溫保護，提高了整個係統的可靠性。

               
                                                                       圖5 PT4107驅動線路

本方案整體供電效率可達80％以上
，典型為85-88％；可調節毫安級到安培級的輸出應用

；低頻可變占空比的數字脈衝調光功能和線性調光功能；多達上百個LED的串/並聯使用；內部集成頻抖功能改善EMI；外部設定LED過溫保護功能。最大的特點是成本控製好，使用較少的元件，達到了高效低成本的驅動要求以滿足民用照明的需要。

              
                                                                       圖6 LED驅動線路板
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LED路燈照明解決方案

對於輸出功率更高一級的照明路燈的應用（一般要大於100W），設計一個高效率的大功率電源並控製好散熱是整個係統的關鍵點。200W電源解決方案是基於FAN6961電壓模式PFC控製器的高功率因數預穩壓器，並基於諧振LLC拓撲的隔離型DC/DC轉換器構成
，輸入電壓範圍可從90VRMS到265VRMB
，可產生六路輸出，每路最大輸出功率為0.7A/48V。FAN6961是8引腳邊界模式PFC控製器，能準時調整輸出的DC電壓，從而達到功率因素修正。

該器件的電源電壓高達25V
，起動電流低於25uA，工作電流可降低到6mA以下
，可以進行零電流檢測和逐個周期限流。FAN6961可用於電子燈鎮流器，AC/DC開關電源轉換器以及適配器和帶ZCS/ZVS的反激電源轉換器。給出了基於FAN6961的帶整流和EMI濾波功能的電路圖。
       
                                                   圖7：基於FAN6961的帶整流和EMI濾波功能的電路圖

FSFR2100功率開關也是該方案中的一個重要元件。FSFR2100采用零電壓開關(ZVS)技術，能夠大幅降低MOSFET和整流器的開關損耗。采用這種技術，此開關無需散熱器即可處理高達200W的功率，使用散熱器更可處理高達450W的功率。

FSFR2100還集成了所有必需元件以構建可靠及高效的諧振轉換器，並在高熱效的SiP封裝中集成了一個脈衝頻率調製(PFM)控製器
、一個高壓柵極驅動電路和兩個快速恢複MOSFET(FRFET)，以及軟啟動、間歇工作模式和重要的保護功能。

                                                  
                                                                圖8：200WLED照明係統的電源方案原型

該電源方案的主要優勢包括：非常緊湊設計
；全負載效率大於94%；待機功耗僅為1.2W
；EMI很低；可通過PWM信號調光

；隻有PFC開關需要加散熱片，整個係統安全可靠能長時間的使用。