高亮度LED的运用领域越来越广。要使LED照明体系能够供给希望的长寿命等优势，有必要挑选恰当的LED驱动计划。就LED建筑物及室内照明运用而言，输入电源通常是沟通(AC)主电源。而景象照明、低压路途照明、太阳能供电照明等野外照明运用，以及轿车照明、应急车辆照明、船只运用及飞机内部照明等运用，则或许选用离线沟通适配器、密封铅酸电池及12V直流(DC)和12V AC电源等输入电源，电压一般都低于40V。这些LED照明运用中，某些输入电源的稳压精度较低，如轿车或太阳能供电、船只运用中的铅酸电池的电压规模或许在直流8至超越14V之间，轿车运用中电压规模甚至为更宽的7～27V。这就要求LED驱动器能够在宽输入电压规模内作业，并能装备为不同拓扑结构，合作负载要求。
典型DC/DC LED驱动计划比较
LED驱动计划的一项首要功用是在多种作业条件下稳流，而不管输入条件怎么及正向电压怎么改变。驱动计划有必要契合能效、外形因数、本钱及安全性方面的运用要求。一起，所选计划有必要易用及满意强固，然后习惯特定运用的严厉环境。
典型DC/DC LED驱动计划包括电阻、恒流稳流器(CCR)、线性驱动器及开关驱动器等。电阻是最简略、最低本钱的LED稳流计划。但实际上它们并不“稳流”，只是在LED正向电压改变及输入电源电压改变并导致电流改变然后引起LED亮度变异时，简略地束缚LED最大电流。关于低电流指示器运用而言，这或许能够接受；但随着电流增大及串联的LED数量添加，就变得有问题了。要战胜这个问题，需求费钱又费时地对LED进行编码及挑选恰当的电阻来匹配LED串正向电压。即便采纳这些过程，依然会有由输入电压改变导致的亮度改变问题。
CCR是一种比电阻计划功用更高但本钱又低于线性驱动器或开关驱动器的计划，合适于电流小于200mA的低电流LED照明运用。CCR易于规划，能够供给有用的稳流及更多的特性。CCR的首要限制是输入电压有必要一直高于输出正向电压以恰当作业，并且它们能效较低，热耗散较高。
线性驱动器支撑多条线路并行装备以扩散热耗散，供给达±2%的稳流精度，无电磁搅扰(EMI)问题，本钱中等，但能效也较低。
凭仗高能效及灵敏等优势，开关驱动器广泛运用。这种计划本钱更高，技能更杂乱，但也供给明显优势，如支撑任何类型的输入电压与输出电压联系，且依据输入/输出条件，能效能够高于90%。与线性驱动器不同，它们对EMI很灵敏，给规划人员带来需求留意的规划束缚。关于中到大功率运用或触及宽输入电压规模的运用而言，开关稳压器是仅有可行的挑选；且许多运用中优化了开关稳压器型LED驱动器，然后运用LED调光操控。
LED开关驱动器拓扑结构
依据输入电压与输出电压之间的联系，咱们可将LED DC/DC开关驱动器/稳压器的拓扑结构分为降压、升压及降压-升压等不同类型，并相应作扼要剖析。
降压：合适于一切作业条件下最小输入电压一直高于LED串最大电压的运用(见图1a)。例如，以12V电源驱动单颗功率为1W的LED时，运用这种拓扑结构。
图1 典型DC/DC LED开关驱动器拓扑结构
这种拓扑结构的原理是：开关导通时，输入电压经过电感向负载供电，一起也向输出电容充电。这个过程中，电感及输出电容贮存能量。开关关断时，贮存在电感中的电流不能骤变，电感经过自感发生右正、左负的脉冲电压，这时电感、输出电容及续流二极管构成放电回路，回路电流持续在电容两头树立直流电压，并由此直流电压为负载供电。从能量联系能够看出，这种情况下输出电压一直低于输入电压，供给降压作用。
升压：合适于一切作业条件下最大输入电压一直低于LED串最小电压时的运用。例如，以5V电源驱动6颗LED时，运用这种拓扑结构(见图1b)。
这种拓扑结构的原理是：闭合导通时，经过电感的电流添加，在电感中堆集能量；开关关断时，电感电流经过二极管流向输出电容。因为贮存来自电感的电流，多个开关周期后，输出电容的电压升高，成果输出电压就高于输入电压，然后供给升压作用。
降压-升压，或单端初级电感转换器(SEP%&&&&&%)：合适于输入电压与输出电压有交迭的运用。如以12V轿车电池驱动4颗LED时，可运用这种拓扑结构(见图1c)。
这种拓扑结构的原理十分简略。开关处于导通状况时，输入电压直接衔接至电感，然后在电感中积累能量。在这个阶段，电容C为输出负载供给能量。开关处于封闭状况时，电感经过续流二极管衔接至输出负载及电容，然后传输能量给负载。这是一种反向(inverting)输出，负输出衔接至LED的阳极，而正输出衔接至LED的阴极。这种拓扑结构能够供给很多优势，如供给更高能效、更小外形因数及更低本钱等。
不同拓扑结构的LED DC/DC开关驱动器计划及其运用
1 降压驱动器计划
典型LED DC/DC降压运用有如在线槽灯、书架灯及展示柜灯等中运用的高亮度模块化灯条，一般每条(11.5×1英寸)4颗LED，依据色彩的不同，光效为23～47lm/W，电压为23～25V。
图2 不同LED DC-DC降压驱动器计划
依据频率及电流的不同，这类运用中能够运用安森美半导体供给不同的LED DC-DC降压驱动器计划，包括NCL30100操控器、CAT4201稳压器，以及能够装备为降压稳压器的NCP3065/NCV3065、NCP3066/NCV3066稳压器及操控器等(见图2)。这些计划各有其特色。
在LED DC/DC降压运用中，客户能够依据运用需求，挑选操控器计划或是稳压器计划。例如，在MR16灯泡、12V景象照明、太阳能供电LED照明、线性照明及广告牌文字电路和标志背光等运用中，能够选用NCL30100操控器。这器材自身并未集成FET，但它支撑运用高性价比的N沟道MOSFET作为外部元件，能够调理电流，并以100%的占空比作业。但这器材电源电压(VCC)能达18V，需求外部器材以支撑较高电压，且需求用于确认数量的LED规划。
图3 NCL30100 LED降压操控器根本运用电路图
而在12V及24V照明体系、轿车及飞机照明和通用照明等运用中，能够选用CAT4201稳压器。这器材与NCL30100操控器不同，是集成了MOSFET的完好电源转换器，选用小型TSOT5封装，最高电压36Vdc(可接受40V瞬态电压)，能驱动总电压达32V的7颗串联LED，电源能效高达94%，供给限流及热维护。但这器材在大多数运用中要求输出电容，且LED输出电流限流为最大350mA。
图4 CAT4201 LED降压驱动器典型运用电路图
有些LED运用或许需求支撑PWM调光。在这些运用中，能够选用NCP3065和NCP3066，以及相应经过轿车认证的版别NCV3065和NCV3066。NCP3065/6、NCV3065/6是灵敏的开关稳压器，能够装备为降压、升压及降压-升压等不同结构。装备为LED降压驱动器时，能在不选用输出大%&&&&&%的条件下作业，支撑+40V/1.5A典型峰值开关电流，能够设定350mA、700mA及1 000mA等输出电流，还能合作调光需求。合适的运用包括轿车及船只照明、大功率LED驱动器、恒流源、低压LED照明(景象、路途、太阳能及MR16代替)等。
2 升压驱动器计划
如上所述，NCP3065/6、NCV3065/6能够装备为不同结构，图5右显现的是便是装备为升压结构的运用电路图。
图5 NCP3065典型LED降压运用电路(左)及典型LED升压运用电路(右)
此外，在需求高能效驱动长串高亮度LED的运用中，能够选用安森美半导体将推出专门用于高能效升压形式的NCL30131 LED升压驱动器。这是一款能够选用N沟道FET的开关升压操控器，能够用于构建高能效的LED升压驱动器。这器材运用电压形式PWM反应机制，带有运算跨导放大器(OTA)。这器材具有高驱动才能，能够驱动大电流/高能效MOSFET。输入电压规模极宽，介于4.5～28V之间。NCL30131供给300/600/1000kHz开关频率，供给可编程限流、短路维护、热封闭、过压维护及欠压确定等丰厚的维护功用。
图6 NCL30131高能效升压LED驱动器典型电路图
3升降压驱动器计划
典型LED降压-升压运用包括以12V沟通或12V直流电源驱动包括3～4颗LED的模块。这种运用中就能够选用装备为降压-升压拓扑结构的NCP3065/6操控器，然后满意输入电压与输出电压有交迭的运用需求。
