中心議題：

• 反激結構可提供極其均衡的LED驅動器

解決方案：

• 采用在MOSFET中調節初級端峰值電流的方法
• 增加TRIAC點火角檢測電路

LED燈具和燈泡現在正在很多通用照明應用中快速取代白熾燈、鹵素燈和CFL（微型熒光燈）光源。反激式DC/DC轉換器是大部分LED驅動選擇的電源結構，因為這些器件能夠實現LED與交流線之間的隔離
，這是多數LED燈的安全需求。

幾乎所有直換式LED燈泡都有一個大的鋁散熱片
，形狀要與設計相符
，有很多鰭片擴展表麵積。高亮度LED發熱高，必須將其散到周圍空氣中，以防過熱並延長使用壽命。

盡管LED本ben身shen是shi接jie觸chu不bu到dao的de，但dan它ta們men通tong常chang會hui與yu散san熱re片pian保bao持chi電dian氣qi連lian接jie，因yin為wei兩liang者zhe之zhi間jian的de任ren何he隔ge離li物wu都dou相xiang當dang於yu一yi個ge熱re屏ping障zhang。采cai用yong隔ge離li器qi的de設she計ji需xu要yao減jian薄bo散san熱re片pian，以yi減jian少shao這zhe種zhong屏ping障zhang，但dan卻que不bu能neng提ti供gong可ke靠kao的de電dian氣qi隔ge離li。因yin此ci
，工gong程cheng師shi們men通tong常chang喜xi歡huan采cai用yong隔ge離li的de反fan激ji式shi驅qu動dong電dian路lu，而er不bu是shi較jiao為wei簡jian單dan但dan非fei隔ge離li的de降jiang壓ya結jie構gou。反fan激ji式shiLED驅動器還具有簡單
、低成本、實現高的功率因數的能力；並且增加一些電路就能兼容於常用的TRIAC（三端交流電）調光器。

 

反激式LED驅動電路的核心元件是一個耦合電感（圖1）。大電壓MOSFET用於切換在DC總線上的電感初級。當開關接通時，電感中的電流上升，能量以磁場形式存儲起來。為此，電感磁芯需要一個空氣間隙。MOSFT的切換會中斷初級電流
；因此

，電流必須流入次級繞組，而不是通過二極管並進入輸出電容和負載。在此期間，電感中的能量傳送給輸出端。由於MOSFET導通時電流不流到輸出端，因此輸出端需要一隻存儲電容
，為LED提供連續的電流。

電感的匝數比使得變壓器既不是降壓也不是升壓；而是必須考慮當MOSFET關斷時
，在初級繞組上出現的反射電壓。MOSFET漏極上的電壓不得超過其在峰值線路電壓條件下的最大額定漏源電壓


，以及最大LED輸出電壓。這個電壓等於DC總線電壓加上LED輸出電壓，再乘以匝數比，這就是反射電壓。對於一個120V的交流電路
，MOSFET應有400V電壓


；對277V的交流或寬輸入範圍的電路

，MOSFET應有650V電壓。在這些電壓下可以做出需要次級匝數較少的實用電感設計。

反fan激ji轉zhuan換huan器qi不bu斷duan地di通tong過guo電dian感gan存cun儲chu和he輸shu送song能neng量liang。因yin此ci，電dian感gan在zai磁ci通tong密mi度du與yu磁ci場chang強qiang度du曲qu線xian上shang隻zhi工gong作zuo一yi個ge象xiang限xian。於yu是shi，磁ci芯xin必bi須xu較jiao大da，才cai能neng傳chuan送song其qi它ta更geng複fu雜za電dian源yuan結jie構gou所suo提ti供gong的de功gong率lv
，後hou者zhe對dui磁ci芯xin的de利li用yong更geng高gao效xiao。反fan激ji方fang案an更geng適shi用yong於yu小xiao於yu50W的功率水平，這覆蓋了所有螺口直換的LED燈泡產品
，以及很多射燈和泛光燈（圖2）。反激設計也可以工作在較高功率水平
；不過，這些設計更複雜，通常要使用多個電感
，以及MOSFET交錯電路。

 

圖2,反激方案最適用於功耗低於50W的應用，覆蓋了所有螺口直換型LED燈泡產品，以及很多射燈和泛光

隨著性能標準逐步覆蓋LED照明產品

，對環境問題的考慮也成為了要求，如高功率因數。反激LED驅動器可以提供約0.9的功率因數，它采用無源電路技術，無需任何會明顯增加成本和體積的預調節級。
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為了提供高功率因數，可以從一個全波整流的DC總線運行反激電路，隻使用少量電容做高頻耦合
，或者可以增加一個由兩隻電容和三隻二極管組成的簡單無源填穀電路（圖3）。第一種方法比較廉價，但輸出端需要一個較大的保持電容，防止LED電流跌至接近AC線路的零交越處。因此，這種方法隻有在LED為350mA或更小時才可行。第二種方法是較常用的方法，它增加了一些成本
，但克服了第一種方法的局限性。

 

圖3,為提供高的功率因數，可以隻用一隻小電容做高頻耦合
，從一個全波整流的DC總線運行反激電路，或者可以增加一個由兩隻電容和三隻二極管組成的簡單的無源填穀電路

接下來一個要考慮的問題是如何調節LED電流。使用一個次級的電壓與電流檢測電路，用一個光耦將反饋信號傳回初級端的控製IC,就可以實現這個調節。還有一種方法是，可以僅在MOSFET中調節初級端的峰值電流，而不直接檢測LED的電壓或電流。另一種選項是使用一種初級檢測方法，它提供了一些電流調節和過壓保護
，但無需光耦。

采用次級電壓與電流檢測電路是最精確的方法

，但它需要使用光耦和一個輸出檢測與穩壓電路，所有這些都會影響空間與成本。調節MOSFET中的初級端峰值電流省掉了大量元件，但控製精度較低，隻有在某種線路輸入和LED輸shu出chu電dian壓ya下xia，才cai能neng提ti供gong正zheng確que的de輸shu出chu電dian流liu。盡jin管guan這zhe種zhong方fang案an可ke能neng為wei某mou些xie低di端duan應ying用yong接jie受shou，但dan它ta沒mei有you提ti供gong對dui開kai路lu狀zhuang況kuang的de保bao護hu。如ru果guo負fu載zai開kai路lu，則ze一yi個ge反fan激ji轉zhuan換huan的de輸shu出chu可ke能neng產chan生sheng高gao電dian壓ya
，例li如ru，當dang一yi串chuanLED中的一隻失效呈開路狀態時，因為在電感可以釋放其存儲的電流以前
，電壓會持續升高。

現在，製造商在智能反激控製IC中采用了初級檢測方法，可以檢測電路初級端的電流與電壓，並用一種算法確定輸出電流，而無需直接檢測它。采用這種控製器的LED驅動器可以在一個輸入電壓變動區間上，提供一個穩定的輸出電流
，不過它的輸出仍然需要設定為用於某些數量的LED,因為它不能調節電壓的變化。這類控製器還可以包含檢測開路狀況的電路，從而限製輸出電壓。這種方法較在MOSFET調節初級端峰值電流方法更精確，因為控製器有更高的複雜性

，但仍然弱於采用光耦的次級電壓與電流檢測電路。

LED燈泡中的反激驅動器可以采用任何PFC技術。不過，當前的趨勢是用戶可以使用已安裝的TRIAC調光器。這種方案為LED驅動設計增加了更多的複雜性。TRIAC調光器一般對容性負載如固態電源轉換器電路工作不良，因為當TRIAC點火時，隻有當電流保持在一個預定閾值以上時，才能持續導通電流。在LED驅動器中，一般需要一些額外電路來保證這種活動性。沒有這些附加電路，TRIAC的點火就會不規則，從而造成閃爍。

解決了這個問題後， 還必須使LED驅動器能夠根據調光器的位置
，調節LED的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)。最(zui)基(ji)本(ben)的(de)電(dian)路(lu)取(qu)決(jue)於(yu)當(dang)調(tiao)光(guang)器(qi)電(dian)平(ping)下(xia)降(jiang)使(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)減(jian)小(xiao)時(shi)的(de)總(zong)線(xian)電(dian)壓(ya)降(jiang)。不(bu)過(guo)，這(zhe)種(zhong)方(fang)案(an)提(ti)供(gong)的(de)性(xing)能(neng)有(you)限(xian)
，隻(zhi)能(neng)用(yong)於(yu)調(tiao)光(guang)器(qi)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)調(tiao)節(jie)範(fan)圍(wei)。也(ye)許(xu)，設(she)計(ji)出(chu)能(neng)與(yu)LED驅動器一起工作的較好調光器
，其意義要高於設計更複雜的LED驅動器，並使之適應於原來用於熒光燈的調光器。盡管這種方案似乎有技術上的邏輯，但市場現在並沒有采納這個方向。

現在很多設計都提供了很好的調光控製，方式是增加TRIAC點火角檢測電路，並將其轉換為一個DC控製電壓，然後相應地調節輸出電流。不過，這類方案現在需要用很多元件，因為他們采用了在MOSFET中調節初級端峰值電流的方法
，這通常需要多隻光耦。因此
，這類產品的售價至少要30美元。下一代可調光的反激設計很可能會采用初級檢測方法，前提是要有新的更智能的控製IC進入市場。

除了用於泛光燈和射燈以外，反激LED也可作熒光燈的替代品
，它們看來很類似
，但LED有更高的每瓦流明數，以及更長的壽命（圖4）。例如，你可以將LED串接成長鏈，使之表現為一個連續的光源。圖中采用24W LED的產品替代了32W的T8熒光燈。在這個水平上，反激設計為低成本驅動器提供了最佳選項

，能同時滿足安全與性能的要求。