2009年歐盟決定逐步摒棄白熾燈，并在2010年開始停止使用效率較差的燈泡。盡管市場上已有能效更高的替代產品，如緊湊型熒光燈（CFL）或高能效LED，但還需注意產品的設計，以確保產品盡可能環(huán)保。

作者：Michael Weirich，應用經(jīng)理，飛兆半導體

...... 本文探討用于恒流輸出LED的初級端調節(jié)（PSR）離線式鎮(zhèn)流器設計，減少部件數(shù)目和延長部件壽命，令到產品成本效益更好、更環(huán)保。

大多數(shù)大功率LED的電子鎮(zhèn)流器采用恒流工作模式。由于LED的電壓-電流（V-I）曲線特征的緣故，必需使用一個限流元件來確保穩(wěn)定運作。因此，通常都將LED串聯(lián)，并使用一個電流源來驅動。

實現(xiàn)恒流電源的傳統(tǒng)方法是測量負載電流，例如使用旁路電阻來測量，并將測量信號反饋給PWM控制器。實際上，除非系統(tǒng)不考慮功耗和能效，否則旁路電阻上產生的電流信號往往太小，必需使用某種手段進行放大，例如可使用一個單級雙極結型晶體管（BJT）放大器或采用集成運算放大器。

BJT具有一個優(yōu)點，本身自帶“參考電壓”，即基極-發(fā)射極二極管的正向電壓VBE。但這個正向電壓不是很精確，且負溫度系數(shù)較大。如果在手機充電器等注重成本效益的產品中采用BJT，有需要對VBE的負溫度系數(shù)進行某種補償?shù)膯栴}，如圖1中的正溫度系數(shù)熱敏電阻THR1。

該示意圖進一步顯示了設計電流源電源單元（PSU）時的其它考慮事項。在無負載電流時，輸出電壓將上升至無法接受的高數(shù)值，因而需要附加的電壓調節(jié)環(huán)路，這里使用參考電壓/誤差放大器KA431來實現(xiàn)。較終，如果輸出端必須與電源輸入相隔離，必需在反饋路徑上使用一個光耦合器，該光耦合器常常被忽略，可能影響PSU的使用壽命。

對消費電子來說，如有10000小時的壽命就算很不錯了，大多數(shù)消費電子不需要這樣長的壽命，但對照明產品來說，情況就不同了。無疑，人們都期望鎮(zhèn)流器與光源部分的壽命同樣長。但由于在許多情況下，照明設備每天要使用相當長的時間，人們不愿意在每次燈泡壞時都更換電子裝置，而是希望鎮(zhèn)流器壽命達到50000小時以上。

實際上，電解電容器是壽命較短的電子部件，而在熒光燈鎮(zhèn)流器中則要求使用壽命超長，因而會使用高成本部件。電解電容器和光耦合器件的使用壽命在高溫下都會縮短。與熒光燈不同，LED必需進行冷卻，通常采用整個發(fā)光體作為散熱體。這樣，鎮(zhèn)流器的環(huán)境溫度，以及光耦合器件的環(huán)境溫度都會非常高。因此，LED鎮(zhèn)流器設計中較好不采用光耦合器。

對于恒壓輸出，有一個眾所周知的解決方案，即反激式初級端調節(jié)（PSR）。初級端調節(jié)PSU不采用任何來自次級端的反饋電路，因而減少了部件數(shù)目及成本，同時大幅度提高了可靠性。這種電路結構較近已經(jīng)擴展到恒流輸出應用中。

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本文摘自《功率系統(tǒng)設計》（Power Systems Design China）2010 5/6月刊，“LED鎮(zhèn)流器設計 提高能效并減少電子廢品”p41。