在一些低功耗設(shè)計中，LED 物理隔離是一種常用方法，因為它允許使用成本更低的非隔離式電源。圖 1 顯示了一種典型的 LED 燈替代方法。本舉例中的電源為非隔離式電源，其意味著實現(xiàn)用戶高壓保護(hù)的隔離被嵌入到了封裝而非電源中。很明顯，電源的空間極其小，從而對封裝構(gòu)成了挑戰(zhàn)。另外，電源被隱埋到封裝內(nèi)部，從而阻礙了散熱，影響了效率。
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圖 1 燈泡替換使電源空間變得極小
圖 2 顯示了一個通過 120 伏 AC 電源為 LED 供電的非隔離式電路。它包含一個為降壓功率級供電的整流橋。該降壓調(diào)節(jié)器是一個“倒置版”，其電源開關(guān) Q2 處在回路中，而環(huán)流二極管 D3 連接至電源。在電源開關(guān)導(dǎo)通期間，通過一個源電阻對電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。盡管這樣做的效率相當(dāng)高(80%-90%)，但是這種電路存在幾個限制效率的缺點。導(dǎo)通時，電源開關(guān)必須承載全部輸出電流，而在電源開關(guān)關(guān)閉時，輸出電流流過環(huán)流二極管。另外，電流檢測電阻器 R8 和 R10 的電壓約為 1 伏。相比 15 到 30 伏的 LED 電壓，所有這三個壓降都很大，并且會對電源效率構(gòu)成限制。更為重要的是，這些損耗會促進(jìn)燈泡溫升。LED 的發(fā)光能力會慢慢減小，而這種能力與LED的工作溫度密切相關(guān)。例如，70oC 條件下，LED 光輸出減少30%的時間超出了 50000 小時，而在 80oC 條件下，這一時間僅為 30000 小時。由于燈泡都安裝在一些“筒”中，而這些“筒”往往會阻礙散熱，不利于對流冷卻，因此發(fā)熱問題被進(jìn)一步復(fù)雜化。
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圖 2 降壓調(diào)節(jié)器實現(xiàn)一個簡單的離線LED驅(qū)動器
LED 制造廠商通過將數(shù)支 LED 串聯(lián)在一塊公用基板上，制造出更高電壓的發(fā)光體。這些高壓發(fā)光體帶來亦或是更低的成本亦或是更高的電源效率。使用這些高壓產(chǎn)品，我們只需使用一組整流器和一個穩(wěn)流電阻器，從而實現(xiàn)更低成本的電源方法。盡管這種電源可以產(chǎn)生相當(dāng)好的功率因數(shù)，但效率很低，原因是輸入電壓的很大一部分都被用在了穩(wěn)流電阻器上，導(dǎo)致 30%-50% 的 LED 功率損耗。但是，它可以用于一些小體積的低功耗應(yīng)用中。然而，在一些高功耗應(yīng)用中，低效率讓其無用武之地。圖3顯示了另一種替代方法：其使用一個升壓電源。該電路的大部分都與上述方法相同。但是，開關(guān)、二極管和電流檢測損耗要小得多，帶來高達(dá) 90% 到 95% 的效率。另外，該電路還擁有 97% 的良好功率因數(shù)。
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圖 3 利用升壓電源提高 LED 驅(qū)動器效率