离线线性电流驱动助阵 LED灯管兼顾成本与体积

网讯 电解电容是造成现今 LED灯管驱动电路寿命缩短及设计成本增加的元凶，因此 LED驱动器开发商皆致力研发毋须搭配电解电容的新方案。其中，离线式线性定电流驱动器，由于没有使用磁性元件且物料清单(BOM)数量较少，故有助打造兼顾体积及成本的LED灯管。

更是每天不可或缺的必需品，所以照明系统的耗电量也是相当可观。

器，其发光效率甚至可高达100lm/W。本文主要介绍使用高亮度LED搭配离线式线性定电流LED驱动器，实现节能照明系统的设计方针。

　　LED驱动器在目前照明市场上可分为离线式线性定电流LED驱动器、切换式LED驱动器及阻容降压式LED驱动器。这三种电路拓扑，主要功能是控制流经LED电流，经由不同的控制架构产生一固定的电流值(Constant Current)，此固定的电流使LED激发出最佳的光通量，以下对上述三种LED驱动电路做简单的说明。

　　离线式线性定电流驱动器成本低

　　图1所示为离线式定电流LED驱动电路，主要由桥式整流器、离线式线性定电流驱动器DS6609及LED灯所组成。由于驱动电路中只使用到几颗电阻与陶瓷电容，并没有使用到电解电容与磁性元件，因此不会有因为电解电容使用寿命的限制，而导致驱动电路使用寿命降低的问题，且可大幅缩减驱动电路的体积与降低驱动电路的成本。驱动电路中，离线式线性定电流LED驱动器，其可用来驱动由多颗LED灯串接在一起所组成的HV LED灯，依据不同的输入电压大小，来控制LED灯串。当输入电压高于LED灯串的总顺向电压时，此时驱动电路开始工作，以一定电流来驱动LED灯串，此控制方式不但使LED产生最佳流明值，也可以让照明系统达到最佳化。

　　图1 离线式线性定电流LED驱动电路

　　切换式LED驱动电路由PWM控制

　　切换式LED驱动器，是将返驰式(Flyback)或降压式(Buck)转换器经由脉冲宽度调变(PWM)IC的控制，产生一稳定的电流来驱动LED灯串，如图2所示即为切换式LED驱动器以返驰式转换器来实现的电路架构。

　　图2 切换式LED驱动电路

　　返驰式转换器主要由桥式整流器、变压器、金属氧化物半导体场效电晶体(MOSFET)、二极体、PWM控制晶片及数颗被动元件所构成，返驰式转换器经由PWM控制晶片，让电路操作在临界(Critical)或称为边界导通模式(Boundary Conduction Mode)，使流经LED灯串的电流ILED为一固定值(Constant Current)。

　　[@B]阻容电压式驱动器稳定度差[@C] 阻容电压式驱动器稳定度差

　　图3所示为一阻容降压式LED驱动电路，主要由桥式整流器、电容、电阻、LED灯串和提供稳压的齐纳二极体(Zener Diode)所构成。假如电源电压Vac远大于LED灯串的总顺向电压，且电容阻抗XC1远大于LED灯串的阻抗，则负载电流Iac可由电源电压Vac和电容抗XC1决定，而且流经LED灯串的电流即为负载电流Iac，于是负载电流Iac可以表示为：

　　图3 阻容降压式LED驱动电路

　　其中电容阻抗为：

　　上式中f为市电频率，C1为电容器容值。负载电流Iac经由电容抗XC1来限制流经LED灯串的电流，使阻容降压式LED驱动器达到定电流驱动功能。