Топологичната структура на захранването на LED драйвера
В приложения за LED осветление, използващи AC-DC захранване, конструктивният модул за преобразуване на мощността включва дискретни компоненти като диоди, превключващи транзистори (FETs), индуктори, кондензатори и резистори, за да изпълняват съответните си функции, докато регулатори за модулация на ширината на импулса (pWM) се използват за управление на преобразуването на мощността. Изолираното AC-DC преобразуване на мощност с трансформатори, които обикновено се добавят към веригата, включва топологични структури като flyback, forward и половин мост, както е показано на фигура 1. Flyback топологията е стандартният избор за приложения със средна до ниска мощност с мощност по-малка от 30W, докато полумостовата структура е най-подходяща за осигуряване на по-висока енергийна ефективност/плътност на мощността. Що се отнася до трансформатора в изолационната структура, неговият размер е свързан с честотата на превключване и повечето LED драйвери от тип изолация основно използват "електронни" трансформатори.
В приложения за LED осветление, използващи DC-DC захранване, методите за задвижване на LED, които могат да се използват, включват тип съпротивление, линеен регулатор на напрежението и превключващ регулатор на напрежението. Диаграмата на основното приложение е показана на Фигура 2. В режим на задвижване тип съпротивление, токът в права посока на светодиода може да се контролира чрез регулиране на съпротивлението за откриване на ток последователно със светодиода. Този режим на задвижване е лесен за проектиране, с ниска цена и няма проблем с електромагнитната съвместимост (EMC). Недостатъкът е, че зависи от напрежението, трябва да екранира светодиоди и има ниска енергийна ефективност. Линейните регулатори на напрежение също са лесни за проектиране и нямат проблеми с ЕМС. Те също така поддържат текуща стабилизация и защита от свръхток (сгъване) и осигуряват външни точки за настройка на тока. Техните недостатъци обаче включват разсейване на мощността и необходимостта входното напрежение винаги да е по-високо от напрежението в посока напред, с ниска енергийна ефективност. Регулаторът на превключвателя непрекъснато контролира отварянето и затварянето на превключвателя (FET) чрез модула за управление на pWM, като по този начин контролира потока на тока.
Превключващите регулатори на напрежение имат по-висока енергийна ефективност, независими са от напрежението и могат да контролират яркостта. Техните недостатъци обаче включват относително висока цена, по-висока сложност и проблеми с електромагнитните смущения (EMI). Общите топологични структури на превключващите регулатори LEDDC-DC включват преобразуватели на превключватели на превключватели на понижаващи, усилващи, усилващи на понижаващи или еднокрайни първични индукторни преобразуватели (SEpIC). Когато минималното входно напрежение при всички работни условия е по-голямо от максималното напрежение на LED низа, се приема структура на понижаване, като например използване на 24Vdc за задвижване на 6 последователно свързани светодиода; Напротив, когато максималното входно напрежение е по-малко от минималното изходно напрежение при всички работни условия, се приема усилваща структура, като например използване на 12Vdc за задвижване на 6 последователно свързани светодиода; Когато има припокриване между обхвата на входното напрежение и изходното напрежение, може да се използва понижаващо усилване или SEpIC структура, като например използване на 12Vdc или 12Vac за задвижване на четири последователно свързани светодиода. Тази структура обаче има най-ниската идеална цена и енергийна ефективност.
Използването на променливотоково захранване за директно задвижване на LED също отбеляза известен напредък през последните години. В тази структура светодиодните струни са подредени в противоположни посоки, работещи в половин цикъл, и светодиодът провежда само когато линейното напрежение е по-голямо от напрежението в посока напред. Тази структура има своите предимства, като избягване на загуба на мощност, причинена от AC-DC преобразуване. В тази структура обаче светодиодът превключва при ниски честоти, така че човешките очи може да забележат трептене. Освен това в този дизайн трябва да се добавят мерки за защита на светодиодите, за да се предпази от въздействието на пренапрежения на линията или преходни процеси.
