1.2.2 降壓式拓?fù)?/p>

　　[2] 降壓式拓?fù)涫亲罡咝У耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)之一。其基本原理如圖5所示。

[圖] 降壓式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)原理

　　當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，電流流過(guò)LED線圈并發(fā)光。為了控制電流值，一個(gè)傳感器電阻與地串聯(lián)。通過(guò)檢測(cè)該電阻上的電壓，當(dāng)其達(dá)到過(guò)流保護(hù)(OCP)值時(shí)，開關(guān)會(huì)斷開。線圈中存儲(chǔ)的能量則通過(guò)續(xù)流二極管和LED釋放。

　　這種拓?fù)溆袃纱髢?yōu)點(diǎn)：

　　[1].首先是效率非常高，特別是低功率應(yīng)用時(shí)(小于10W)。使用這種拓?fù)涞腖ED普通照明燈通常宣稱其效率高于90%。

　　[2].第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是外形尺寸。總體外形尺寸對(duì)于燈具改良市場(chǎng)非常重要，因?yàn)樽罱K的產(chǎn)品外形必須與傳統(tǒng)白熾燈或鹵素?zé)舢a(chǎn)品相近。降壓式拓?fù)洳皇褂米儔浩骰蚬怦钇骷?，因此線圈相對(duì)較小，特別在開關(guān)頻率相對(duì)較高時(shí)尤其如此。

　　這種拓?fù)湟灿袃蓚€(gè)主要缺點(diǎn)

　　[1].這種拓?fù)涞闹饕秉c(diǎn)是不提供任何電氣隔離?？紤]到散熱因素，LED通常安裝在金屬散熱器上。這樣，出于安全原因，會(huì)強(qiáng)制要求電氣隔離。

　　[2].第二個(gè)缺點(diǎn)是LED與線圈串聯(lián)。這樣就需要在二極管的總正向電壓與轉(zhuǎn)換器的最大損耗之間進(jìn)行權(quán)衡。如果輸入和輸出之間壓差過(guò)大，就會(huì)降低效率。

　　1.2.3 反激拓?fù)?/p>

　　反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，線圈由變壓器代替，LED連接到變壓器的次級(jí)端，如圖6所示。

[圖]. 反激式拓?fù)湓韴D

　　當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，電流流過(guò)變壓器，而變壓器次級(jí)端上的二極管處于阻斷狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，次級(jí)端二極管開始導(dǎo)通，電流流過(guò)二極管并發(fā)光。

　　反激式拓?fù)涞闹饕獌?yōu)點(diǎn)是LED與變壓器的次級(jí)端相連。由于可以選擇繞線匝數(shù)比，所以不需要在LED的數(shù)量和效率之間進(jìn)行權(quán)衡。這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以進(jìn)行電隔離，因而設(shè)備的安全性提高了，VCC的產(chǎn)生也更為簡(jiǎn)單。還可以給變壓器增加一個(gè)輔助繞組線圈，這樣就能為控制器提供電源。

　　就改良市場(chǎng)而言，這種拓?fù)渲饕娜秉c(diǎn)是其應(yīng)用的實(shí)際尺寸較大。變壓器(如需反饋則可能添加光耦)占用了大量空間。一些控制器，如SSL210x系列，可以同時(shí)兼容降壓式和反激式拓?fù)?。根?jù)需求不同，如當(dāng)需要安全性和良好的散熱性能時(shí)，可以采用非常緊湊的降壓式應(yīng)用;如果要求LED功率很高或有電隔離，則可以使用反激式拓?fù)?。為了獲得更小的外形尺寸，SSL2101和SSL2102均集成了功率開關(guān)。

　　1.3 調(diào)光

　　LED很容易進(jìn)行調(diào)光。其發(fā)光強(qiáng)度大致與供電電流成正比。只要降低平均電流，發(fā)出的光能就會(huì)減少。然而，要設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)光拓?fù)鋭t比較復(fù)雜，需要使用不同的技術(shù)，如PWM調(diào)光、調(diào)頻或者I峰值調(diào)制。

　　[1].使用PWM調(diào)光時(shí)，輸送至LED的瞬間電流只有兩個(gè)值：0或I最大值

　　– 當(dāng)PWM=0時(shí)，ILED= 0 A

　　– 當(dāng)PWM=1時(shí)，ILED = I最大值

　　通過(guò)調(diào)整PWM信號(hào)的占空比，可以改變LED平均電流。這種技術(shù)要求轉(zhuǎn)換器扮演類似于快速切換電流源的角色。這種技術(shù)的目標(biāo)是容納大電流并保持精確控制。開關(guān)損耗可能很高，特別是對(duì)于深度調(diào)光。

　　[2].使用調(diào)頻時(shí)，最大LED電流不變，但是轉(zhuǎn)換器的頻率會(huì)改變。換言之，轉(zhuǎn)換器每個(gè)周期內(nèi)輸送至LED的能量是相同的，但是每秒鐘的周期數(shù)量是變化的。調(diào)頻的問(wèn)題是在最小頻率變得很低時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲，而在最大頻率變得很高時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的開關(guān)損耗。這些因素會(huì)增加深度調(diào)光的難度。

　　[3].使用I峰值調(diào)制時(shí)，控制器頻率是固定的，但電源開關(guān)的開啟時(shí)間是變化的。因此，LED的最大電流I峰值是變化的。換言之，每秒鐘的周期數(shù)是不變的，但是每個(gè)周期輸送至LED的能量會(huì)減少。采用該技術(shù)進(jìn)行深度調(diào)光時(shí)，要求脈沖必須非常小。由于開關(guān)損耗過(guò)大，一般不推薦使用這種方式。

　　一些控制器，如SSL2101及其衍生產(chǎn)品(SSL2102/03)，可以將調(diào)頻和I峰值調(diào)制結(jié)合使用。這樣可以將每種方法的缺點(diǎn)降至最低。在全功率時(shí)，可以優(yōu)化開關(guān)頻率來(lái)限制開關(guān)損耗。在調(diào)光狀態(tài)下，同時(shí)降低I峰值和頻率可以避免開啟時(shí)間過(guò)短以及頻率過(guò)低。因此，其調(diào)光水平可以低于1%。

　　1.4 壽命

　　LED的使用壽命較長(zhǎng)是其主要優(yōu)點(diǎn)，其宣稱壽命可達(dá)5萬(wàn)小時(shí)。這個(gè)值比節(jié)能燈壽命要高出許多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)白熾燈的壽命。然而，LED不能單獨(dú)使用(如上所述)，需要其他器件提供驅(qū)動(dòng)。在半導(dǎo)體行業(yè)，壽命測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)是1000小時(shí)。根據(jù)最終應(yīng)用的工作溫度不同，也采用一些系數(shù)用于器件壽命的估算。這1000小時(shí)的測(cè)試不足以確保所估算的壽命，還必須進(jìn)行加速壽命測(cè)試來(lái)確?？刂破鞯膲勖cLED的壽命相當(dāng)。

　　SSL210x系列產(chǎn)品成功通過(guò)了結(jié)溫為150?C的8000小時(shí)壽命測(cè)試。根據(jù)最終應(yīng)用中實(shí)際結(jié)溫不同，估計(jì)壽命在115°C時(shí)可以達(dá)到4.5萬(wàn)小時(shí)，在105°C時(shí)可以達(dá)到7.5萬(wàn)小時(shí)。這些值足以支持“SSL210x系列產(chǎn)品可與LED同壽”的宣稱。

　　1.5 結(jié)論

　　就數(shù)量而言，LED照明燈具目前在普通照明市場(chǎng)上仍然是少數(shù)。然而，隨著市場(chǎng)逐漸升溫，LED解決方案在未來(lái)幾年必然逐漸占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。本文討論了可調(diào)光LED照明應(yīng)用的幾個(gè)方面。降壓式和反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是兩種常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。降壓式拓?fù)錇榈凸膽?yīng)用提供了非常緊湊和高效的解決方案，而反激式拓?fù)溆捎诰哂袃?nèi)部電隔離，對(duì)于要求安全和靈活的系統(tǒng)仍然是最佳選擇。 調(diào)光器兼容性和調(diào)光范圍是兩個(gè)具有挑戰(zhàn)的特性。圍繞相關(guān)問(wèn)題對(duì)各種選擇加以權(quán)衡將是產(chǎn)品成功與否的關(guān)鍵。 當(dāng)前，恩智浦提供的SSL210X系列產(chǎn)品幾乎覆蓋了改良市場(chǎng)可調(diào)光應(yīng)用的所有可能，因而可以針對(duì)每個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，從而獲得最佳的解決方案。