隨著高功率LED的問世，照明產(chǎn)業(yè)也面臨新的挑戰(zhàn)。LED的使用壽命及電源轉(zhuǎn)換效率成為設(shè)計(jì)LED照明系統(tǒng)時(shí)的主要考慮因素。而為了提供恒流以維持LED色彩與亮度的一致性，恒流LED驅(qū)動(dòng)器可作為一個(gè)提供恒流輸出的開關(guān)式轉(zhuǎn)換器。此外，省電或高效率的電源轉(zhuǎn)換需求更是在LED照明應(yīng)用上不可缺少的要素，而磁滯型脈沖頻率調(diào)變技術(shù)(Hysteretic PFM)可以大幅提升輕載或重載時(shí)的電源轉(zhuǎn)換效率。本文將探討如何利用恒流LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)出高效率、高穩(wěn)定性的LED照明系統(tǒng)。

　　傳統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)器：定電壓模式

　　流經(jīng)LED的電流決定了LED的亮度，電流越大，LED的亮度也會(huì)越亮。一般而言，使用定電壓或恒流驅(qū)動(dòng)器都可達(dá)到點(diǎn)亮LED的目的。圖1為最簡(jiǎn)單的定電壓LED驅(qū)動(dòng)器，流經(jīng)LED的電流是由與LED串聯(lián)的電阻所控制。例如，假設(shè)輸入電壓為5V，LED的順向偏壓為3.6V，則在該條件下，如果需要的LED電流為20mA，所要使用的限流電阻即為70Ω。雖然這種方法的架構(gòu)非常簡(jiǎn)單，但LED的電流會(huì)隨著落在LED兩端的電壓而改變，如果LED順向偏壓不一致或輸入電壓有些許變動(dòng)都會(huì)對(duì)LED的亮度產(chǎn)生影響。除此之外，在限流電阻上的功率損耗也會(huì)造成過熱及低效率的問題。

　　傳統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)器：恒流模式

　　另一種常用的LED驅(qū)動(dòng)器為如圖2所示的恒流模式驅(qū)動(dòng)器。在圖2中，LED的電流由線性穩(wěn)壓器所提供，其電流可由R1電阻設(shè)定。與定電壓模式驅(qū)動(dòng)器相比，恒流模式驅(qū)動(dòng)器可以控制流經(jīng)LED的電流而不受LED順向偏壓及輸入電壓的不同所影響。但如果輸入電壓與LED總順向偏壓之間的壓差過大的話，還是會(huì)在驅(qū)動(dòng)器上產(chǎn)生過熱的問題。

　　磁滯型脈沖頻率調(diào)變

　　MBI6650的磁滯型脈沖頻率調(diào)變控制方式可以在輕載應(yīng)用下有效提升系統(tǒng)的效率。圖3為MBI6650的應(yīng)用電路，圖4為磁滯型脈沖頻率調(diào)變方式的波型示意圖。圖3中的VSEN為RSEN電阻兩端的壓降，MBI6650的輸出電流就是由該電壓及電阻而定。圖4中的VH為MBI6650內(nèi)部的高位準(zhǔn)參考電壓，其值為VSEN電壓的1.3倍，而VL為VSEN的0.7倍。MBI6650的工作原理為：當(dāng)電源打開時(shí)，VSEN低于VH，因此MBI6650內(nèi)置的MOSFET開啟，此時(shí)電感電流增加連帶使跨在RSEN兩端的VSEN隨之增加。當(dāng)VSEN等于VH時(shí)，內(nèi)置的MOSFET會(huì)關(guān)閉，此時(shí)電感電流會(huì)透過二極管(D1)放電而下降，因而使VSEN電壓隨之下降。而當(dāng)VSEN電壓等于VL時(shí)，內(nèi)置的MOSFET又會(huì)再次開啟并重復(fù)之前的動(dòng)作。由于磁滯型脈沖頻率調(diào)變的特性，電感電流會(huì)一直維持在連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)，這對(duì)降低LED漣波電流有很大的幫助。