探索低成本LED照明驱动方案
发光二极管（led）是用于建筑物及室内照明的下一代照明组件，发光能效比白炽灯高得多，不过，其必须以专用电子驱动电路，确保不遭受过大应力，从而使它们持续提供产品规格中所宣称的长寿命。针对此一技术前提，本文将探讨如何使用简单led驱动电路来提供必要的可靠性，并将灯具成本降至最低。
led特性加持 室内照明设计更有效率
led照明的特性已使室内照明设计人员可进一步设计出新的照明方案，举例来说，led尺寸小，且可密集排列，使其能置于软性灯条内，或易于隐藏在橱柜及楼梯中，达成更多设计弹性。此外，led的主要工作参数相对简单，只要保持电流恒定，并低于可承受的最大电流，进一步在设计参数范围内工作而不遭受过大应力，led使用寿命将比白炽灯泡长一百倍，成为另一项关键优势。所以，若驱动电路符合led规格，其光源输出将能维持恒定，基本上使用寿命可超过5万小时。
另一方面，建筑物及室内照明灯具的设计方针须针对全球普遍的规范，其灯具须以50或60hz频率在85～265vac的完整通用电压规格范围内工作。涵盖此通用电压要求的电源电路已完成设计，并在生产当中，未来可望以此设计为基础，进一步渗透计算机及手机市场。必须注意的是，这些电源设计系针对终端产品进行优化，但并不必然是led驱动电路的最佳方案。
减轻设计负担 保持电流恒定方案崛起
由于传统电源提供精确的电压输出及不同电流电平，故将一颗电阻与led串行，就可限制电流。而此类设计的先决条件是明确知道led（串）两端的电压，且此电压不会跟随led温度变化而改变。但不利的是，led正向电压通常会随着温度而变化，因此led制造商须根据正向电压对其组件进行编码，使灯具制造商可构建在固定温度时与led正向电压匹配的灯具设计。
在此设计考虑之下，不须经过led编码的电路具有更强吸引力，因其可节省led制造商的时间，且产制出的led价格会更便宜。不仅如此，囿于安全性问题，led正向电压还具有负温度系数（即温度升高时正向电压下降），可能导致电路过热而失控，故还须要求设计人员构建防护电路，又是一笔额外的成本。
因此，led驱动电路的最佳方案是可监测电流并保持电流恒定的方案。此类电路不受led正向电压影响，无须led编码，且消除led在正向电压负温度系数的影响。加上此类电路应用广泛，可以是复杂的开关稳压器或是带回馈回路的线性稳压器，而复杂的开关稳压器极适合高光输出应用，如以发光效能为主的街道照明。
由此可见，建筑物及室内照明灯具均适合采用简单、经济及强固的混合电路设计，虽然其效能要求可能不像复杂的开关稳压器高，但低成本和简单的设计架构使其成为极具吸引力的选择。
成本led驱动电路 截波器/稳流器是关键
接下来将针对室内照明的简单、低成本led驱动电路做介绍，图1所示的电路由整流桥、截波器（chopper）和简单的稳流器构成，全波桥由二极管d1、d2、d3和d4（1n4004）构成，为截波器电路注入讯号，开关q2（ndd03n50z）将立即导通电容c1（22μf）开始充电。
图1 由整流桥、截波器和简单的稳流器构成的电路图
而分压器电阻r1和r2分别为330（kω）和390千欧姆，当二极管d5（mmsz5260bt1g）的阴极电压达到43.5伏特（v）时，齐纳（zener）二极管即可导电并导通q1（mpsa44）。当q1被导通后，就会将q2的闸极拉至低电平致其关闭，不过电路中须包含二极管d6（mmsz15t1g），用于保护q2的闸极。此时，电容c1两端的电压维持在80～90伏特之间。c1储存的电荷为恒流稳流器（ccr）（nsi45020at1g）及led串（此电路示例中含二十二颗led）供电。ccr将led串的电流维持在20毫安（ma）。电路中包含与led串行的电阻r4（10ω，1.0%），用于测量led串电流（200mv=20ma）。
必须注意的是，图2中迹线1代表的是整流桥电路的输出波形；迹线2为截波器电路输出部分的电容c1两端的电压；而迹线3则是电流感测电阻（10ω，1.0%=200mv=20ma）两端的电压。 ‖
图2 在150vac输入电压条件下，电路周期不同部分呈现的电压
当整流桥电压增加到高于80伏特时，截波器电路开关也将会限制施加在稳流器电路上的电压。
另外，透过图3的示波器迹线，显示该电路仍有足够的设计余量（head room）来让q1保持在导通状态更长时间，并使电容c1保持在完整充电的状态，只是当输入电压降低至54vac后，led电流便开始下降。此外，如图4所示，在265vac的高输入电压条件下，q1导通时间极短，不过，图4中迹线2显示仍有足够的能量来为q1充电，并在关闭周期维持led电流。
图3 输入电压为85vac条件下的电压波形
图4 在265vac输入电压条件下所记录的相同数据
发挥led优势 照明灯具使用寿命再提升
事实上，上述的led驱动电路设计可依不同需求进行调节，从而在不同led的数组条件下工作。举例来说，ccr已提供高达160毫安的额定电流，但若要支持更高电流，可并列布设ccr，而在c1、r1和r2的选择上则须使用匹配的led类型及数量，方能达成。
总结而言，本文介绍的电路设计使用简单的截波器及ccr，其配置能以50或60hz频率在85～265vac的完整通用电压规格下工作，让建筑物及室内照明灯具，藉由简单、经济及强固的混合电路，发挥led的优势，以获得更长的灯具使用寿命。
华为欧普智能台灯2S上架京东商城开售
中国电信新任党组副书记邵广禄分管部门已确定
机器视觉检测设备的工作原理
QNX软件系统为汽车提供基于软件的全新引擎降噪技术
欧界： 安卓8.0和ios11玩决斗？ 莫忘中国市场还有这个大敌
探索低成本LED照明驱动方案
鸿蒙系统首批升级名单有哪些
ROG 6天玑至尊版号称安卓CPU跑分之王
无线电贰厂推出了“环保主义”手机壳，可完全分解为二氧化碳和水，对人体无害
白度仪作用原理和产品特点
Intel至强处理器大规模路线图被曝光
二进制时钟DIY图解
云芯带您了解BC1电子元件的功能、应用与未来前景
PD通信协议芯片选型分析对比
人工智能电话机器人会完全取代掉电销行业吗？
新基建将加快无人驾驶的落地
首台搭载5G设备大功率电力机车在西安正式投用
今晚8点发布,华为mate10外观,配置,价格提前看
以PF系列数字功率计为核心的电源测试系统
关于石油管汇压力变送器的介绍
led特性加持 室内照明设计更有效率
led照明的特性已使室内照明设计人员可进一步设计出新的照明方案，举例来说，led尺寸小，且可密集排列，使其能置于软性灯条内，或易于隐藏在橱柜及楼梯中，达成更多设计弹性。此外，led的主要工作参数相对简单，只要保持电流恒定，并低于可承受的最大电流，进一步在设计参数范围内工作而不遭受过大应力，led使用寿命将比白炽灯泡长一百倍，成为另一项关键优势。所以，若驱动电路符合led规格，其光源输出将能维持恒定，基本上使用寿命可超过5万小时。
另一方面，建筑物及室内照明灯具的设计方针须针对全球普遍的规范，其灯具须以50或60hz频率在85～265vac的完整通用电压规格范围内工作。涵盖此通用电压要求的电源电路已完成设计，并在生产当中，未来可望以此设计为基础，进一步渗透计算机及手机市场。必须注意的是，这些电源设计系针对终端产品进行优化，但并不必然是led驱动电路的最佳方案。
减轻设计负担 保持电流恒定方案崛起
由于传统电源提供精确的电压输出及不同电流电平，故将一颗电阻与led串行，就可限制电流。而此类设计的先决条件是明确知道led（串）两端的电压，且此电压不会跟随led温度变化而改变。但不利的是，led正向电压通常会随着温度而变化，因此led制造商须根据正向电压对其组件进行编码，使灯具制造商可构建在固定温度时与led正向电压匹配的灯具设计。
在此设计考虑之下，不须经过led编码的电路具有更强吸引力，因其可节省led制造商的时间，且产制出的led价格会更便宜。不仅如此，囿于安全性问题，led正向电压还具有负温度系数（即温度升高时正向电压下降），可能导致电路过热而失控，故还须要求设计人员构建防护电路，又是一笔额外的成本。
因此，led驱动电路的最佳方案是可监测电流并保持电流恒定的方案。此类电路不受led正向电压影响，无须led编码，且消除led在正向电压负温度系数的影响。加上此类电路应用广泛，可以是复杂的开关稳压器或是带回馈回路的线性稳压器，而复杂的开关稳压器极适合高光输出应用，如以发光效能为主的街道照明。
由此可见，建筑物及室内照明灯具均适合采用简单、经济及强固的混合电路设计，虽然其效能要求可能不像复杂的开关稳压器高，但低成本和简单的设计架构使其成为极具吸引力的选择。
成本led驱动电路 截波器/稳流器是关键
接下来将针对室内照明的简单、低成本led驱动电路做介绍，图1所示的电路由整流桥、截波器（chopper）和简单的稳流器构成，全波桥由二极管d1、d2、d3和d4（1n4004）构成，为截波器电路注入讯号，开关q2（ndd03n50z）将立即导通电容c1（22μf）开始充电。
图1 由整流桥、截波器和简单的稳流器构成的电路图
而分压器电阻r1和r2分别为330（kω）和390千欧姆，当二极管d5（mmsz5260bt1g）的阴极电压达到43.5伏特（v）时，齐纳（zener）二极管即可导电并导通q1（mpsa44）。当q1被导通后，就会将q2的闸极拉至低电平致其关闭，不过电路中须包含二极管d6（mmsz15t1g），用于保护q2的闸极。此时，电容c1两端的电压维持在80～90伏特之间。c1储存的电荷为恒流稳流器（ccr）（nsi45020at1g）及led串（此电路示例中含二十二颗led）供电。ccr将led串的电流维持在20毫安（ma）。电路中包含与led串行的电阻r4（10ω，1.0%），用于测量led串电流（200mv=20ma）。
必须注意的是，图2中迹线1代表的是整流桥电路的输出波形；迹线2为截波器电路输出部分的电容c1两端的电压；而迹线3则是电流感测电阻（10ω，1.0%=200mv=20ma）两端的电压。 ‖
图2 在150vac输入电压条件下，电路周期不同部分呈现的电压
当整流桥电压增加到高于80伏特时，截波器电路开关也将会限制施加在稳流器电路上的电压。
另外，透过图3的示波器迹线，显示该电路仍有足够的设计余量（head room）来让q1保持在导通状态更长时间，并使电容c1保持在完整充电的状态，只是当输入电压降低至54vac后，led电流便开始下降。此外，如图4所示，在265vac的高输入电压条件下，q1导通时间极短，不过，图4中迹线2显示仍有足够的能量来为q1充电，并在关闭周期维持led电流。
图3 输入电压为85vac条件下的电压波形
图4 在265vac输入电压条件下所记录的相同数据
发挥led优势 照明灯具使用寿命再提升
事实上，上述的led驱动电路设计可依不同需求进行调节，从而在不同led的数组条件下工作。举例来说，ccr已提供高达160毫安的额定电流，但若要支持更高电流，可并列布设ccr，而在c1、r1和r2的选择上则须使用匹配的led类型及数量，方能达成。
总结而言，本文介绍的电路设计使用简单的截波器及ccr，其配置能以50或60hz频率在85～265vac的完整通用电压规格下工作，让建筑物及室内照明灯具，藉由简单、经济及强固的混合电路，发挥led的优势，以获得更长的灯具使用寿命。
华为欧普智能台灯2S上架京东商城开售
中国电信新任党组副书记邵广禄分管部门已确定
机器视觉检测设备的工作原理
QNX软件系统为汽车提供基于软件的全新引擎降噪技术
欧界： 安卓8.0和ios11玩决斗？ 莫忘中国市场还有这个大敌
探索低成本LED照明驱动方案
鸿蒙系统首批升级名单有哪些
ROG 6天玑至尊版号称安卓CPU跑分之王
无线电贰厂推出了“环保主义”手机壳，可完全分解为二氧化碳和水，对人体无害
白度仪作用原理和产品特点
Intel至强处理器大规模路线图被曝光
二进制时钟DIY图解
云芯带您了解BC1电子元件的功能、应用与未来前景
PD通信协议芯片选型分析对比
人工智能电话机器人会完全取代掉电销行业吗？
新基建将加快无人驾驶的落地
首台搭载5G设备大功率电力机车在西安正式投用
今晚8点发布,华为mate10外观,配置,价格提前看
以PF系列数字功率计为核心的电源测试系统
关于石油管汇压力变送器的介绍