Topologistrukturen af LED-driverstrømforsyning
I LED-belysningsapplikationer, der anvender AC-DC strømforsyning, omfatter konstruktionsmodulet til strømkonvertering diskrete komponenter såsom dioder, switching transistorer (FET'er), induktorer, kondensatorer og modstande til at udføre deres respektive funktioner, mens pulsbreddemodulation (pWM) regulatorer bruges til at styre strømkonvertering. Den isolerede AC-DC-effektkonvertering med transformere, der normalt tilføjes til kredsløbet, inkluderer topologistrukturer såsom flyback, forward og half bridge, som vist i figur 1. Flyback-topologien er standardvalget til medium til lav effekt applikationer med effekt mindre end 30W, mens halvbrostrukturen er mest velegnet til at give højere energieffektivitet/effekttæthed. Hvad angår transformeren i isolationsstrukturen, er dens størrelse relateret til koblingsfrekvensen, og de fleste LED-drivere af isolationstype bruger grundlæggende "elektroniske" transformere.
I LED-belysningsapplikationer, der bruger DC-DC-strømforsyning, omfatter LED-driftsmetoderne, der kan bruges, modstandstype, lineær spændingsregulator og switch-spændingsregulator. Det grundlæggende applikationsdiagram er vist i figur 2. I kørselstilstanden modstandstype kan LED'ens fremadgående strøm styres ved at justere strømdetektionsmodstanden i serie med LED. Denne køretilstand er nem at designe, lav i omkostninger og har ingen problemer med elektromagnetisk kompatibilitet (EMC). Ulempen er, at den afhænger af spænding, skal skærme LED'er og har lav energieffektivitet. Lineære spændingsregulatorer er også nemme at designe og har ingen EMC-problemer. De understøtter også strømstabilisering og overstrømsbeskyttelse (foldback) og giver eksterne strømindstillingspunkter. Deres mangler omfatter imidlertid effekttab og behovet for, at indgangsspændingen altid skal være højere end fremspændingen med lav energieffektivitet. Afbryderregulatoren styrer kontinuerligt åbningen og lukningen af kontakten (FET) gennem pWM kontrolmodulet og styrer derved strømmen.
Skiftende spændingsregulatorer har højere energieffektivitet, er spændingsuafhængige og kan styre lysstyrken. Deres mangler omfatter imidlertid relativt høje omkostninger, højere kompleksitet og problemer med elektromagnetisk interferens (EMI). De almindelige topologistrukturer af LEDDC-DC switching regulatorer inkluderer buck, boost, buck boost eller enkelt-endede primære induktorkonvertere (SEpIC'er). Når den minimale indgangsspænding under alle arbejdsforhold er større end den maksimale spænding af LED-strengen, vedtages en nedadgående struktur, såsom at bruge 24Vdc til at drive 6 serieforbundne LED'er; Tværtimod, når den maksimale indgangsspænding er mindre end den minimale udgangsspænding under alle arbejdsforhold, vedtages en booststruktur, såsom at bruge 12Vdc til at drive 6 serieforbundne LED'er; Når der er et overlap mellem indgangsspændingen og udgangsspændingsområdet, kan en step-down boost eller SEpIC struktur bruges, såsom at bruge 12Vdc eller 12Vac til at drive fire serieforbundne LED'er. Denne struktur har dog de mindst ideelle omkostninger og energieffektivitet.
Brugen af vekselstrøm til direkte at drive LED har også gjort nogle fremskridt i de seneste år. I denne struktur er LED-strenge arrangeret i modsatte retninger, arbejder i en halv cyklus, og LED'en leder kun, når linjespændingen er større end fremadspændingen. Denne struktur har sine fordele, såsom at undgå strømtab forårsaget af AC-DC konvertering. Men i denne struktur skifter LED ved lave frekvenser, så menneskelige øjne kan bemærke flimrende fænomener. Derudover skal der tilføjes LED-beskyttelsesforanstaltninger i dette design for at beskytte det mod påvirkningen fra linjestød eller transienter.
