点亮大功率LED供电线路的驱动器

编者按：作为一种为通用照明省电的方法，LED 的使用日益普及，而高效率驱动 LED 的方法也已变得必不可少。例如，Lumileds 公司的 Luxeon 器件带来了照明效果或房间照明。向几个 LED 供电也许只需要一个限流电阻器，但照明应用需要 20 个以上 LED 组成的串来提供一块区域的光亮。

图 1 中的电路基于安森美(On Semiconductor)公司面向通用离线电源的 NCP1200A 型 100kHz PWM 电流式控制器，提供了一种低成本的离线恒流源来为多个 LED 供电。虽然设计师一般为它配置或提供电压源，但在本应用中，NCP1200A 提供了一个恒流源。图 2 和图 3 展示了该电路的特写。

一个全波桥式整流器（D₂~D₅）和滤波电容器 C₁ 向变换电路 IC₁ 及其关联元件提供大约 160VDC。电阻器 R₃ 为 IC₁ 的电流检测引脚改变偏置值，并且凭借 6.2 kΩ，允许R₆使用 1.2Ω 检测电阻器。相对于瓦特数较高的检测电阻器，减小 R₆ 不仅可降低成本，而且能提高电路的效率。电容器 C₃ 稳定反馈网络的电流，并且在 LED 串开路时，承载 400V 额定电压。由 R₅ 和 C₄ 组成的 RC 网络为 CS 引脚提供低通滤波功能。

在您断开交流电线路插头时，泄放电阻器R₁和R₂可消除其管脚处的电击危险。虽然您可以使用一个1MΩ通孔式安装的电阻器，但两个表面贴装 500kΩ 串联电阻器的成本更低，并为线路电压应用提供了印制电路板印制线之间所要求的间隔。把额定值面向线路旁路的电容器用作电容器 C₂。您就可以使用任何带有合适击穿电压和低接通电阻的功率MOSFET（比如 MTD1N60E 或 IRF820）作为 Q₁。 电感器 L₁ 是一个 500mH 器件，应能工作于 100 kHz，并处理超过 350 mA 的连续电流。您可以使用 Coilcraft 公司的 RFB1010 或 DR0810 系列表面贴装电感器，或者可以用在合适的磁芯材料上人工绕线的电感器来做实验。作为一种选择，添加光隔离器 IC₂ 就能实现微电脑控制的照明亮度调节，它利用了 IC₁ 的反馈端子（2 号引脚）的脉宽调制。

为了了解LED照明装置的经济性，可比较一串由20个1W白光Luxeon辐射器和标准的白炽灯泡。每个LED均提供45流明，即20个LED组成的串可提供900流明。每个LED 的平均正向电压是3.42V，功率耗散为1.197W，正向电流为350 mA。因此，20个LED组成的串耗散23.94W。把电源的 80% 效率（保守水平）考虑在内，则对于 900 流明/29W（或 31 流明/W）的发光效率值，系统消耗的功率则变成了 28.73W。Luxeon 辐射器的额定工作时间是 10 万小时，即大约 11 年。

　　相比之下，标准的60W飞利浦白炽灯泡产生860流明，可工作1000小时，即刚超过一个月，效率仅为14 流明/W。从功耗角度看，基于LED的设计在效率方面是基于白炽灯泡设计的两倍，因此降低了功耗和成本。另外，LED设计不会由于更换灯泡和劳动力而造成额外的维护成本。