单一灯串方法的另外一项考虑因素是可靠性。如果只有一个LED开启,便会释放整个照明设备的光线输出。虽然可加装许多消弧电路或装置来控制各个LED开启,但是这会增加灯具的成本及复杂度。
运用降压转换器调节电流降低驱动电路成本成关键
事实上,在高功率LED照明应用中,最常使用切换稳压器以调节电流的多重灯串架构,其中的单一主电源会将交流电(AC)电源转换为一般在SELV位准以下的单一DC总线电压;然后,此总线会为并联LED灯串供电,而各个灯串都有降压转换器(最常见)或升压转换器。为求简便,本文的分析仅局限于降压转换器,因为降压转换器在成本及组件数目方面都与升压转换器极为类似。
举例来说,图1显示一个低成本简易型降压稳压器电路,包含脉冲宽度调变(PWM)控制器、电感、金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)、二极管,以及多个电阻与电容。如果需要更高的效率,可以使用MOSFET代替二极管,并使用能够达到同步降压运作的PWM控制器。
图1 简易型降压稳压器
而图2则显示利用降压稳压器进行电流调节的高功率多重灯串照明应用子系统区块。当AC电源输入经过整流后,便供给到功率因子修正(PFC)升压电路,其中PFC会产生400伏特的高压,而向下游隔离DC-DC转换器提供输入电源。然后,该转换器输出会用来产生低压总线(一般为12伏特或24伏特),而向经过降压调节的LED灯串供电。
图2 使用降压稳压器的一般高功率LED照明系统
这种方法拥有较高的效率,是以最小LED灯串数构成LED照明的理想选择。不过,对于具有四个以上灯串的高功率应用而言,组件数量及成本都会增加。对于电子组件厂商及供应链而言,产品销售量虽随之增加;然而,对于照明设备厂商及其用户来说,如此高的成本不利于产品受到广泛使用,因为固态照明的稳定发展须仰仗低成本的驱动电路,才能让市场成形并稳定成长。
兼具低成本/高效率电气绝缘设计方案亮眼
图3显示串联输入多重并联LED简易(Simple)驱动器,这是一种极具成本效益的多重LED灯串驱动方法。除了PFC之外,这也是一种两段式方法,其中包括反向稳定电流降压稳压器及下游DC-DC变压器电路。该方法的效率相当高,且具有优异的灯串电流调节功能,最重要的是,这是一个低成本的方法。