LED照明技术知识之降压结构的实现
在文章的第一部分，我们研究了基本的LED光源和驱动方式。介绍了一些简单的驱动方式，例如电压源/限流电阻的方式和线性稳压电源方式，但LED光源的功率需求和复杂程度的不断增加，使得这些简单的驱动方式已经不在能满足要求。这样就需要一种更加高级开关模式的LED驱动。那到底我们选择用什么样的开关方式呢？在第二部分，我们将探讨为什么开关模式的LED驱动用恒流降压电路表现最好，或者换种说法，为什么要用降压模式？
　　随着LED的广泛应用，在很多地方线性电源这种简单的结构已经不能满足需求。一般情况下，当用电阻的方式设定LED所需的正向电流的时候，这种简单的驱动方式可以连续的由电源向负载提供能量。由于LED的电流与电阻上的相同，所以电阻上产生的功耗会随输入电压的增加而增加。例如，一个用线性电源驱动的LED，效率为70%，用5V线性电源提供1A电流给一个典型的白光InGaN LED (VF = 3.5V)。在相同的工作条件下，当输入电压上升到12V时，它的效率将会降到30%。在如此低效率的情况下是无法应用的。
　　开关电源
　　开关电源改善了由于输入变化使得效率变化比较大的问题。这种方式是通过控制占空比的方式来满足输出所需要的电压或电流。由于开关电源会产生脉冲式的电压和电流，所以这就需要用一些储能器件(电感或电容)对这些脉冲波形进行整形。和线性电源相反，开关电源可以通过不同的设置来实现电流或电压的降、升或者同时升降的功能。开关电源同样可以在宽的输入或输出范围下实现高效率。在前面的例子中，用一个降压型的开关电源取代线性电源后，当输入电压由5V变到12V后，电路的效率由95%变到98%。
　　开关电源在效率和结构的灵活性上得到了很大的提升，但由于周期性的开关造成了噪声的增加，同时由于结构的复杂使得电路的可靠性下降和成本的上升。恒流型LED电路可以被简单的认为是一个恒流源。拓扑结构的选择应该考虑最少的外部原件和最好的性能为标准，这样可以提高电路的稳定性和减少成本。鉴于LED的动态调光特性好，在设计的时候要考虑使这种特性能够方便应用。幸运的是，基本降压开关电路在实现这些特性的时候表现的非常好，所以LED驱动一般选择降压型开关电源。
　　恒流输出级
　　开关调整器最常用的是电压调整器。图1a为一种基本恒压型降压调整器。降压控制器可以在输入电压变化的情况下，通过控制占空比或频率的变化使输出电压保持恒定。输出所需的电压由下面的公式计算得到(Eq. 1)