減少閃爍，更平滑的調(diào)光，更小的封裝尺寸，更低的功耗水平，更高的精度以及更低的材料清單（BOM）成本都是LED驅(qū)動器制造商和用戶的目標，旨在擴大LED的市場適應(yīng)性在包括燈具，燈具，改裝和改裝情況的應(yīng)用中。

為了實現(xiàn)這一目標，所有人都在試驗傳統(tǒng)AC-DC轉(zhuǎn)換拓撲的變化，然后用反激反饋電路驅(qū)動和控制LED 。本文將從功率因數(shù)校正（PFC），功耗，調(diào)光范圍，輸出亮度和恒定電流需求等方面來考察低，中，高級LED的性能要求，最后將提供一些關(guān)于并聯(lián)和串聯(lián)布置的建議。

LED驅(qū)動器設(shè)計類型的選擇取決于要驅(qū)動的LED的選擇。一些LED制造商正在推動中功率LED（通常輸入電流約為30至150 mA，發(fā)光度為30至110流明，效率高達130 lm/W）。然而，這可能導(dǎo)致較低的輸出光水平，較高的驅(qū)動電流，較大的功率耗散和較低的光質(zhì)量。它還會影響功率因數(shù)校正（PFC），并可能導(dǎo)致輸入恒定電流水平不令人滿意。

然而，一些大功率LED制造商認為使用更多高功率LED來獲得更多光輸出可以是有益的。這種方法可將散熱器成本降低60％，并且需要的光源減少80％，從而減少印刷電路板空間，減小光束角度，減少光學(xué)器件，從而降低系統(tǒng)成本。最終，在可接受的性能水平下降低成本將是決定性因素。

一些LED驅(qū)動器制造商正在通過增加其他功能來幫助設(shè)計人員為其產(chǎn)品增加價值。例如，Allegro Microsystems將傳感器與驅(qū)動器結(jié)合在一起。用于汽車和其他應(yīng)用的霍爾效應(yīng)傳感器制造商為A1569 LED驅(qū)動器提供集成的霍爾效應(yīng)開關(guān)和穩(wěn)壓器，允許在7至24 VDC的電源電壓下工作。除消費電子產(chǎn)品，白色家電，船用房車和摩托車外，它還針對內(nèi)部和輔助汽車照明應(yīng)用，如手套箱，中控臺，化妝鏡，行李箱/靴子，卡車床等。它有兩個版本：A1569K是汽車級（AEC-Q100），可在-40?C到125?C的寬溫度范圍內(nèi)工作，而A1569E則更適用于工業(yè)和消費類應(yīng)用，工作溫度范圍為 - 40?C至85?C。兩者均符合RoHS標準，采用耐熱增強型SOIC-8表貼封裝（代號：“LJ”）。

LED驅(qū)動電流由外部電阻設(shè)置;然后，LED由內(nèi)置霍爾效應(yīng)開關(guān)激活，并具有可調(diào)節(jié)的淡入/淡出效果。全極化操作（北極或南極）和高磁靈敏度使A1569能夠承受大氣隙和機械不對中。系統(tǒng)組裝更容易，因為磁體可以朝向設(shè)備的任一極定向。斬波器穩(wěn)定在工作溫度范圍內(nèi)提供低開關(guān)點漂移。也可以通過外部輸入激活驅(qū)動器，以直接控制LED。

A1569是降壓 - 升壓電荷泵驅(qū)動器。它具有熱關(guān)斷和欠壓鎖定功能，單通道或多通道輸出（最多16個），輸出電流從20 mA到每通道3 A。多種強度控制方法，包括每通道高分辨率的脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制，可在串聯(lián)和并聯(lián)LED配置中輕松使用（圖1）。

圖1：Allegro Microsystems的A1569 LED驅(qū)動器上的LED驅(qū)動電流由外部電阻設(shè)置。它由內(nèi)置霍爾效應(yīng)開關(guān)激活，該開關(guān)具有可調(diào)節(jié)的淡入/淡出功能，使用可選的外部電容CFADE。 （來源：Allegro Microsystems）

一些LED驅(qū)動器公司選擇采用簡單的方法，從而降低整體材料成本。極低BOM的一個例子是Diodes Inc.的AL1677通用AC輸入（85至115 V）高效率（大于90％）和高精度LED驅(qū)動器轉(zhuǎn)換器，采用SO-8封裝（圖2） ）。

圖2：更少的PC板空間和更低的材料清單（BOM）是Diodes Inc的AL1677通用高效率和精確度LED驅(qū)動器的特性它采用8引腳小外形封裝。 （來源：Diodes Inc.）

其拓撲結(jié)構(gòu)提供精確的恒流線路和負載調(diào)節(jié)，以邊界導(dǎo)通模式（BCM）工作，以協(xié)助符合最新法規(guī)的EMI/EMC認證和測試。電流檢測容差在±3％以內(nèi)，工作電流低至170μA。

AL1677系統(tǒng)取代輔助繞組和外部高壓MOSFET（內(nèi)置50 V MOSFET）很少有外部元件，如二極管橋，電感，幾個電容，二極管和五個電阻，以創(chuàng)建低BOM解決方案（圖3）。

圖3：在典型應(yīng)用中，Diodes公司的AL1677通過去除通常使用的輔助繞組和高壓MOSFET降低了BOM，同時實現(xiàn)了超過90％的高效率（來源：Diodes Inc.）

AL1677具有全面的保護功能，可提高系統(tǒng)安全性和可靠性，如欠壓鎖定（UVLO），前沿消隱（LEB），輸出和短路保護以及過流保護。當駕駛員的溫度高于設(shè)定值時，熱折返功能可降低輸出電流。

另一種選擇？

微控制器單元（MCU）與傳感器和LED相結(jié)合，通過精確控制LED的電流來提供更多智能LED功能，而不是使用驅(qū)動器室內(nèi)照明，電器和汽車等應(yīng)用。這種數(shù)字和模擬功能的組合使用戶可以將調(diào)光控制到所需的用戶級別，據(jù)說與僅使用驅(qū)動器和LED相比，它的功耗更低。

可以降低成本由于最近直接從交流線路運行的LED光引擎（LE）的發(fā)展，使用由AC線路供電的LED驅(qū)動器。它們將AC線電壓轉(zhuǎn)換為DC。它們被證明可以提供更好的閃爍性能和更高的輸出光效以及高功率因數(shù)等級。

這種所謂的AC-LED技術(shù)使用電流控制電阻器和電容器。然而，由于OEM（燈具，夾具，寶庫和改裝公司）必須與LE制造商更緊密地合作以獲得更精確的目標設(shè)計和總成本，因此可能存在缺陷，因為可能存在缺陷。

批評者認為，OEM照明制造商需要在夾具尺寸，形狀，安裝孔位置，色溫和光輸出方面設(shè)計自由度，LE可能并不總是如此。除非LE設(shè)計師和OEM在一開始就建立了非常密切的關(guān)系，否則這些需求可能會受到影響。

結(jié)論

目前，使用反激技術(shù)似乎最適合驅(qū)動低功率和中功率LED，而線路和負載控制（LLC）提供最佳效率水平。使用PWM轉(zhuǎn)換是驅(qū)動當前LED的最常用方法。

關(guān)于LED電路拓撲結(jié)構(gòu)，將它們串聯(lián)而不是并聯(lián)是低成本設(shè)計考慮因素的首選方法。這通常通過使用與LED串聯(lián)的電阻器來完成。當電流流過不同的分支時，在一系列分支中的并行驅(qū)動可能導(dǎo)致與LED的正向電壓不匹配的可能性。具有最低總正向電壓的分支中的每個單獨LED或LED的正向電壓將消耗最大電流，導(dǎo)致每個不匹配LED的pn結(jié)中的溫度升高和潛在的故障。

為使LED正常工作，驅(qū)動器電源必須為LED提供正確的電壓。電壓過低會導(dǎo)致不希望的調(diào)光，過高的電壓會導(dǎo)致LED過熱并可能造成損壞。照明專家建議，為了正常的LED操作，驅(qū)動器的功耗至少比LED本身高10％。

毫無疑問，LED，驅(qū)動器和其他設(shè)備的硅集成度更高將出現(xiàn)諸如傳感器和其他控制元件的元件。但是，當可能發(fā)生這種情況時，需要根據(jù)市場需求，成本和IC技術(shù)的進步。