用恒流稳压器实现高亮度LED照明方案

近些年来，LED领域出现了诸如高亮度LED(HB-LED)这样的进展，这些技术进展已经很快地应用于汽车、建筑物和街道照明等终端市场。而且，在最新驱动器技术的配合下，高性能LED照明变得比传统的照明形式更加可靠及高效，在市场上也越来越普及。

但由于缺乏标准化，LED的驱动及控制方式多种多样。许多应用所使用的方案并未顾及LED的特殊需要。有些方式虽然能够应对新的认证需要，但并不能提供极佳的系统方案。因此，市场上存在针对特定应用解决方案的机会和需求。

系统方案
安捷伦科技现已退休的科学家Roland Haitz博士曾强调：照明领域――实质上已是整个电子产业发展的一个重点。他说道，“虽然爱迪生只是第38位发明基于灯丝的电灯的人，但他是第1个提供整个照明系统的人。”HB-LED的存在，创造了替代现有多缺点照明技术的巨大机会。然而，与Haitz博士的观点一致，我们认为需要系统的方案来实现这个理念，即让HB-LED系统替代灯丝、荧光灯管甚至是卤素和氙气照明等传统照明系统。

固态HB-LED照明系统的主要组件可以简单地划分为电源转换、控制及驱动、热管理、光学，当然还包括LED本身。没有完整提供及应用这些组件中任何一个，给定的HB-LED照明系统就不能高效工作。例如，没有使用透镜和导光板来对光源对焦(focusing)及处理，就无法符合应用的照明规格。同样，如果没有慎重考虑及应对热管理问题，由于LED接面温度急升至远高于组件的最高额定工作温度，就会严重影响系统工作寿命。

HB-LED照明系统中的电压源会随着应用类型的差异而不同。对于建筑及楼宇应用而言，我们通常可以预估供电电压为交流电源。与此同时，户外照明可能采用交流电源、12V铅酸电池等未稳压电源或者太阳能供电。而就汽车应用而言，电源通常是12V电池。

尽管有可能采用电压源来驱动LED而不使用某种类型的电源转换，但这并非一个好主意，因为正常的电压波动会导致LED电流大幅变化。顾及电压/电流(V/I)曲线极为陡峭以及不同批次LED的正向电压(通常高于1V)差异较大等因素，使用隔离或非隔离电源转换段就是非常必要的了。

LED稳流
LED驱动器的主要功能就是限制电流，而不论何种输入条件及多种工作条件下正向电压如何变化。驱动器本身以及整体系统方案必须符合应用在能效、电流容限、外形因子、尺寸、成本及安全性等方面的要求。所选择的方案还必须易于应用及足够强固，以满足特定应用的极端环境条件。

设计人员根据其应用的不同细节，可以选择三种不同的基本稳压器拓扑结构，它们是：

● 降压(Buck)―所有工作条件下最小输入电压(Vin)都始终大于LED串的最大工作电压时采用。

图1 降压转换器典型电路图

● 升压(Boost)―所有工作条件下最大输入电压(Vin)都始终小于LED串最小工作电压时采用。

图2 升压转换器典型电路图