【导读】采用恒流法的LED驱动效果要优于恒压法，本文介绍一种经过改进的LED串离线驱动器的谁家电路，电路中，将恒压稳压器换成一个恒流源。用通过一个起动限流器抑制大的浪涌电流从而使而电压斩波器可以用于宽达96~260VRMS的交流输入电压范围。
经过改进，以低成本改善了功率效率。图1和图2中的电路都有着相同的无电感斩波器，以及有争议的功率效率问题。为提高功率效率，应遵循以下两个原则：斩波器电阻的热耗应尽量小； 斩波器应在适当的阈值电压VTH时做切换。另外，VTH应尽量接近于LED串的工作电压。这种方法尽可能地减少了恒流稳压器(CCR)的功耗，同时能维持一个恒定的LED电流。
图1：电路以恒流驱动一串LED，可用于全世界的各种交流电压
图2：斩波工作类似图1中的电路，但以较大的LED串联电阻代替了恒流源，提供限流功能
图3电路是遵循以上原则的一个实例，功率效率约为85%。稳压器IC1和R5构成一个20mA的CCR。LED串中包含足够数量的LED，在20mA时需要120 V 。R6上的电压提供了一种间接测量LED电流的方法。
图3：本电路通过严格控制开关的阀值，只提供刚刚足够的LED电压，从而提高效率
VTH是全波整流器桥的输出电压，经R1到R3的分压，超过D5的68V偏压，使Q 1导通，Q 2关断。Q 2导通时， C 1快速充电到VTH， 然后通过LED串缓慢放电，直到交流线的下一个半周期。
[page]
恒流法LED驱动设计电路分析
在C1放电结束时，VTH不得低于维持LED工作所需要的120V电压，也不能超过最低交流电平VRMS的1.414倍。当LED需要120V电压时，还要加上IC1所需要的3V输入-输出压差，再加上R5的1.25V电压，于是最低C1电压将是124.25V。为简化起见，本图取整到125V。
如图4所示，在一个10 ms的50 Hz半周期内，C 1放电时间远远长于充电时间。在此期间，C 1两端的峰峰值大约为20 mA×10 ms / 22 μF =9.09 V 。于是，UC1-MAX= 125 V +9.09 V=134 .09 V。简单起见该值取整为135 V。这个值就是VTH，任何大于该值的电压都会使Q 1导通，而由Q2斩断。
图4：黄线和蓝线分别代表VRMS为220V时（50Hz ac）C 1和R5上的电压
当Q 1 导通时， 图3 中R 4 在260VRMS输入时的功耗小于20mW，而R 1- R 2- R 3- D 5分压器功耗小于100mW。与LED的2.4W功耗相比，这个结果几乎可忽略不计。这些电阻值较大，因此功耗也低。R3用于精确调节VTH，以配合LED串上的实际压降。
电路中有一个起动限流器，用于限制通过C1和Q2的浪涌电流，浪涌电流的出现是在刚达到VTH前的周期，正好加上了交流电时。限流电阻会降低每个周期的效率，而R9只将上电浪涌限制在1.35A，直至C2充电到足以导通Q3时为止。
当交流输入增加时，斩波器的功耗略有上升， 而功率效率则稍有下降，如表1所示。
图5：改进后电路的功率效率
这个改进的电路可以工作在96 V ~260 Vac ( 50 Hz ) 。对较大的LED电流，建议提高C1的容量，降低电阻R5阻值。如果LED工作电压不同，则应重新计算一些参数，计算方法同上。LED工作电压越低，交流输入电压也可以越低。本设计实例亦可适用于60Hz交流电。
采用恒流法的LED驱动的这种方法，尽可能的减少了恒流稳压器的功耗，并且维持一个恒定的LED电流，是LED驱动设计比较优的选择。
相关阅读：
第一讲：LED驱动电源设计的考虑要素及通用要求
http://www.cntronics.com/opto-art/80020756
第二讲：LED驱动电源拓扑结构如何选择？
http://www.cntronics.com/opto-art/80020776
半月谈：LED背光驱动电路怎样设计更靠谱
http://www.cntronics.com/opto-art/80020757
