面向 LED 照明的低压交流应用

不要忘记了桥式整流器！它是该电路的和多数AC/DC转换的前端基础。

D1到D4必须设定额定值，以确定整个范围内最大净电压和电流。输出电容可通过一个简单的公式计算出来：
C=0.7(I)/ΔE(f)
其中，I表示通向下行电路的输入电流值（DC/DC转换器部分），AE表示所容许的纹波电压，f表示交流行频。

因为该设计具有的效率可达92%，假设LED的功率为24.5W，这就意味着DC/DC前端部分的功率为26.6W。在整流后（34VDC）24VAC电压源产生的平均输入电流约为782mA。这样我们可以相应地确定整流二极管的尺寸，而容许纹波对所需的电容量中也至关重要。假设一个800mA的输入电流，在120Hz（因为使用桥式整流，所以为2×60Hz）的电路上允许出现1V纹波，则需要约9300μF电容。使用3V纹波（9%在34VDC线路上）时，则仅需要约1500μF的电容。较少的纹波有助于延长电解电容器的使用寿命——在这种情况下，可能要选择大容量电容。　

　
取105℃的额定电容，将其冷却到65℃或以下。电解电容器在额定温度下运作，温度每降低10℃寿命就会延长一倍。也就是说，如果一名设计者可以将105℃的额定电容维持在65℃或更低，那么他就能将其额定寿命延长16倍。这样的话，额定寿命为5000小时的额定电容应能持续使用80,000个小时。

良好的热设计在LED应用系统中是至关重要的。对此类特殊设计，温度最高的器件是转换场效应晶体管（FET）M1，其温度约为65℃。这样固然很好，但你需要确保其他重要的热源远离那些电解电容器。在30℃的环境下底板上所有其他器件的温度应在50℃以下。如何将LED灯而不是电子设备的上热量排出去是您会一直面临的最大挑战。

小型阵列设计
设计光谱的另外一端即小型灯具。小型灯具可包括一个单一的LED组件或最多三个LED组件。现代LED产品的光效令1～3W的LED解决方案对环境和花园照明而言极具吸引力。

一个简单的12VAC的系统可为降压转换器拓扑架构提供充足的空间来高效地驱动LED产品。橱柜照明和陈列照明是低压交流系统的另外的重要应用领域。试想一下一个正向电压为3V的1W LED的工作电流为350mA。

图2所示的LM3407的输出极限为350mA采用小型封装及最少量的外部部件来驱动LED。

图2 LM3407在12VAC电源和350mA电流供给下驱动单个3Vf LED

此处，AC/DC转换与大型阵列设计的处理方式相同。在输入电流至DC/DC转换器部分，我们可以为输入整流二极管和保持电容选择合适的值。借助该设计，小于100mA的输入电流和2V的纹波电压需要约290μF的电容。在通常情况下，一个330μF的电容便能轻松的满足需求。由于该设计消耗的功率很小（输入端上1.5W多），因此可以在一个单独的12VAC低压电路中支持多达200个此类模块。如果使用24VAC的系统，那么最多可支持超过250个模块。

更小的负载设计需要的一个额外考量是初级端变压器可能需要使用最少数量的负载来运行。我们在微型低功耗系统中限定此组件时，应考虑到这一点。

一个60W的低压交流变压器可能需要10W的负载来确保准确地运作。LED装置的效率可能让人忽视一个问题，要即相应地确定主电源的大小。

中型阵列设计
在该电流级或更低电流级，通过适当的热管理设计维护阵列会实现超长的产品寿命，即便是在糟糕的热环境下。糟糕的热环境是众多驱动器IC不得不面对的巨大挑战。然而，在经历了几个设计迭代后，很快将会出现一大批满足这些要求的产品。您将发现很多集成场效应晶体管（FET）驱动器的方案将在热设计方面出现问题。