●按輸出功率分類：

0.4W、1.28W、1.4W、3W、4.2W、5W、8W、10.5W、12W、15W、18W、 20W、23W、25W、30W、45W、60W、100W、120W、150W、200W、300W 等。

●按輸出電壓分類：

DC4V、6V、9V、12V、18V、24V、36V、42V、48V、54V、63V、81V、105V、135V等。

●按外形結構分類：

PCBA裸板和有外殼的兩種。

●按安全結構分類：

隔離和非隔離的兩種。

●按功率因數分類：

帶功率因數校正和不帶功率因數。

●按防水性能分類：

防水和不防水兩種。

●按激勵方式分類：

自激式和它激式。

●按電路拓撲分類：

RCC、Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge、Push-PLL 、LLC等。

●按轉換方式分類：

AC-DC與DC-DC兩種。

●按輸出性能分類：

恒流、恒壓與既恒流又恒壓三種。

LED驅動電源的應用

分別用于射燈、櫥柜燈、小夜燈、護眼燈、LED天花燈、燈杯、埋地燈、水底燈、洗墻燈、投光燈、 路燈、招牌燈箱、串燈、筒燈、異形燈、星星燈、護攔燈、彩虹燈、幕墻燈、柔性燈、條燈、帶燈、 食人魚燈、日光燈、高桿燈、橋梁燈、礦燈、手電筒、應急燈、臺燈、燈飾、交通燈、節(jié)能燈、汽車尾燈、草坪燈、彩燈、水晶燈、 格柵燈、遂道燈等。

由已知電源功率計算LED的數量

例:額定輸出功率為10W電源,使用額定的正向電流20mA,耗散功率為70mW條件下可配置多少個LED? 依以上公式 (即取所得數據的整數)

1：對于恒壓驅動 方式:

由已知的輸出電源電壓計算每支路串聯LED數量及并聯支路數

(1)計算每條支路的LED個數

(2)計算并聯支路數

注:VLED值依不同發(fā)光顏色各有不同,用穩(wěn)壓電源驅動LED時,為了控制電流,通常需要串聯電阻器.

例:一個額定輸出電壓為DC 24V,功率為10W電源,使用額定正向電流20mA,耗散功率為70mW額定的正向電壓為1.8V.可配置多少個LED呢? (取所得數據的整數)

可以帶10組支路,每支路14個LED串聯構成的電路,共140個LED.

2：對于恒流驅動方式

由已知的電源輸出電流及LED的電流值計算出并聯支路數及每支路數量

(1)計算并聯的支路數

(2)計算支路串接LED個數:

例:一個額定輸出電流為DC 0.35A,額定功率為10W電源,驅動耗散功率為70mW,正向電流為0.02A的LED,可怎樣配置?

并聯支數路:

(取所得數據的整數)

每支路串接數:個數

即可以帶17組,每組8個LED串接,共136個LED.

線路損耗及線路壓降的計算

P電線=I R V電線=IR

R電線=σ (備注:L為電線長度;S為電線橫截面積;σ為電線電導率)也可以查電工手冊.

例:用長度為10米(正、負極電線各5米),24AWG的銅芯電線,通過電流為2A,其損耗的功率及線路壓降為多少?

查電工手冊可知:R電線 = 0.737W

V電線 = 2×0.737 =1.474V

P電線 = 2 ×0.737 = 2.948W

從以上計算可以看出,線路電流較大時,要注意選擇合適的導線截面,否則線路損耗及線路壓降是相當大的.

我們只有完全了解LED和LED電源 的基本特性,才能正確設計和使用LED光源 .

雖然大功率LED現在還不能大規(guī)模取代傳統(tǒng)的照明燈具，但它們在室內外裝飾、特種照明方面有著越來越廣泛的應用，因此掌握大功率LED恒流驅動器的設計技術，對于開拓大功率LED的新應用至關重要。LED按照功率和發(fā)光亮度可以劃分為大功率LED、高亮度LED及普通LED。一般來說，大功率LED的功率至少在1W以上，目前比較常見的有1W、3W、5W、8W和10W。已大批量應用的有1W和3W LED，而5W、8W和10W LED的應用相對較少。預計大功率LED燈會在2010年上海世博會上大量應用，因此電子和照明行業(yè)都非常關注LED照明新技術的發(fā)展應用。 中國照明網技術論文·LED照明

恒流驅動和提高LED的光學效率是LED 應用設計的兩個關鍵問題，本文首先介紹大功率LED的應用及其恒流驅動方案的選擇指南，然后以美國國家半導體(NS)的產品為例，重點討論如何巧妙應用LED恒流驅動電路的采樣電阻提高大功率LED的效率，并給出大功率LED驅動器設計與散熱設計的注意事項。

驅動芯片的選擇

LED驅動只占LED照明系統(tǒng)成本的很小部分，但它關系到整個系統(tǒng)性能的可靠性。目前，美國國家半導體公司的LED驅動方案主要定位在中高端LED照明和燈飾等市場。燈飾分為室內和室外兩種，由于室內LED燈所應用的電源環(huán)境有AC/DC和DC/DC轉換器兩種方式，所以驅動芯片的選擇也要從這兩方面考慮。

1. AC/DC轉換器

AC/DC分為220V交流輸入和12V交流輸入。12V交流電是酒店中廣泛應用的鹵素燈的電源，現有的LED可以在保留現有交流12V的條件下進行設計。針對替代鹵素燈的設計，美國國家半導體LM2734的主要優(yōu)勢是體積小、可靠性高、輸出電流高達1A，恰好適合鹵素燈燈口直徑小的特點。

取代鹵素燈之后，LED燈一般做成1W或3W。LED燈與鹵素燈相比有兩大優(yōu)勢：(1)光源比較集中，1W照明所獲得的亮度等同于十幾瓦鹵素燈的亮度，因此比較省電;(2) LED燈的壽命比鹵素燈長。

LED燈的主要弱點是燈光的射角太窄，成本相對較高。但從長遠來看，由于LED燈的壽命較長，所以還是具有非常大的成本優(yōu)勢。220V AC/DC轉換器(例如LM5021)主要鎖定舞臺燈和路燈市場。

圖2：RFB計算

2. DC/DC轉換器

目前，LED手電筒占據了DC/DC轉換器的絕大部分需求量。手電筒采用的LED功率基本上是1W，供電方式包括鋰電池和鎳鋅電池、堿性電池等。3W 手電筒的應用一直還存在一些難點，因為3W LED燈本身需要散熱，散熱裝置的體積大，從而在一定程度上削弱了LED燈體積小的優(yōu)勢。此外，由于3W LED燈的電流高達700mA，一次充電后的電池使用時間縮短。盡管如此，對于上述應用國家半導體提供LM3475、LM2623A和LM3485等方案。

礦燈也是LED燈的主要應用領域之一，它屬于特種照明行業(yè)，需要專業(yè)的認證標準，中國對LED在礦燈領域的應用一直都很重視。目前，LED設計行業(yè)存在對特種行業(yè)的需求認識不足的問題，設計中常采用一些不切實際的、新奇的設計方案。例如，將LED燈和電池一起嵌入頭盔，卻沒有考慮到礦燈特殊使用環(huán)境的各種需求，這可能是造成LED在礦燈市場的應用一直沒有打開局面的重要原因。

對于礦燈LED應用，美國國家半導體提供了豐富的DC/DC穩(wěn)壓器產品，包括LM3485、LM3478和LM5010。已經用戶采用一顆1W的LED燈，周圍再放6顆普通的高亮度LED燈，構成一種具有特殊閃爍功能的礦燈。

總而言之，LED燈在燈飾和特種照明行業(yè)有著廣泛的發(fā)展前景，國家半導體為此提供完整的新型LED驅動解決方案

圖3：基于LM2734的恒流驅動電路

高效的恒流驅動電路

恒壓供電的基本電路(圖1左)采用反饋電阻RFB1和RFB2，當負載電流發(fā)生變化時，VFB也隨之變化，DC/DC穩(wěn)壓器通過感知VFB的變化，使輸出電壓維持在一個固定的電平：

V0=(VFB*(RFB1+RFB2))/RFB1 (1)

在圖1右邊電路中，DC/DC穩(wěn)壓器的FB是高阻輸入端，流經LED的電流IF為：

IF=VFB/RFB (2)

為保持IF恒定，DC/DC穩(wěn)壓器感知VFB，然后調整LED正端電壓，使流經LED的電流保持恒定。這就是利用DC/DC穩(wěn)壓器FB反饋端實現恒壓到恒流轉換的原理。

一般來說，DC/DC穩(wěn)壓器對VFB的變化有一個感知的范圍，一旦LED選定，其工作電流IF的大小也就確定了，所選的電阻要保證VFB落在DC/DC穩(wěn)壓器容許的范圍內。

以VFB等于1.25V為例，假設IF分別為15mA、350mA和700mA，采樣電阻的功耗將分別小于20mW、400mW和800mW。對于1W的LED來說，采樣電阻的功耗分別占到總電源消耗的2%、40%和80%。因此，采樣電阻的設計對提高LED的功效至關重要，它應該選取盡可能小的數值。

由于直接將RFB連接FB端會造成RFB的功耗過大，所以在FB端和RFB之間放置一個運算放大器，以放大RFB采集到的電壓VTAP(圖2)。

IF=VTAP/RFB=(VFB/RFB)*(1+RF/RI) (3)

通常，1W大功率LED的典型工作電流為350mA，如果選擇RFB等于1歐姆，則RFB的功耗為：

PRFB=I2*R=0.352*1=0.12W (4)

考慮運算放大器本身的功耗，RFB及其附屬電路的功耗大約為1W LED功率的12%。這樣就能在確保LED獲得恒流供電的同時，將RFB的功耗降低到可以接受的水平，從而使LED兩端的電壓盡可能大，流經的電流也盡可能大。國家半導體按照這個原理工作的穩(wěn)壓器有LM2736和LM2734。

LM2734是1A降壓型穩(wěn)壓器?；贚M2734的恒流驅動電路(圖3)利用LM321運算放大器獲取采樣電阻Rset上的電壓，結合其它電阻和電容就可以構成一個完整、高效率的大功率LED恒流驅動電路。在實際使用中，有些LED恒流驅動電路可以直接從采樣電阻獲取反饋電壓，如圖4所示。

圖3中采樣電阻Rset決定了恒流驅動電路的設計，而且對整個系統(tǒng)的效率有重要影響，因此仔細設計Rset對節(jié)省能源至關重要。圖3和圖4的詳細設計文件請向國家半導體當地授權分銷商索取。

一般來說，如果要求LED驅動電流的變化不超過標稱值的5%至10%，那么采用精度為2%的電阻就足夠了。LED驅動電流的典型波動范圍是正負10%。由于采樣電阻消耗的功率較大，應避免使用功率較小的貼片電阻。此外，LM3478方案適用于多個大功率LED的恒流驅動，而基于LM5021的恒流驅動設計方案則針對220V AC/DC轉換器的應用。

恒流驅動與散熱的考慮

就電子電路系統(tǒng)設計而言，工程師在設計LED恒流驅動電路時首先要了解LED的恒流參數。目前LED芯片的制造商很多，國內外LED的差異主要在于相同電參數的情況下，流明數可能不同，因此設計工程師要清楚地認識到LED功率并不是決定發(fā)光效率的唯一參數。例如，同樣是1W的LED，有的LED可以達到40流明的亮度，而有的只能達到20流明的亮度，這是因為LED光學效率還取決于材料和制作工藝等諸多環(huán)節(jié)。

有些設計工程師為提高發(fā)光效率而采取加大驅動電流的辦法，例如，對于同一顆1W LED，加大驅動電流后，亮度可以從20流明提高到40流明，但是LED的工作溫度也相應升高了。一旦溫度超過LED的限溫點，就會影響LED的壽命和可靠性，這是設計恒流驅動過程中需要注意的重要問題。

此外，LED照明系統(tǒng)的光學效率不僅僅取決于LED恒流驅動方案，還與整個系統(tǒng)的散熱設計密切相關。為縮小體積，某些LED恒流驅動系統(tǒng)將LED驅動電路與散熱部分貼近設計，這樣容易影響可靠性。

一般來說，LED照明系統(tǒng)的熱源基本就是LED燈本身的熱源，熱源太集中會產生熱損耗，因此LED驅動電路不能與散熱系統(tǒng)緊貼在一起。建議采取下列散熱措施：LED燈采用鋁基板散熱;功率器件均勻排布;盡可能避免將LED驅動電路與散熱部分貼近設計;抑制封裝至印刷電路基板的熱阻抗;提高LED芯片的散熱順暢性以降低熱阻抗。