Topološka struktura napajanja LED drajvera
U aplikacijama LED rasvjete koje koriste AC-DC napajanje, konstrukcijski modul konverzije snage uključuje diskretne komponente kao što su diode, prekidački tranzistori (FET), induktori, kondenzatori i otpornici za obavljanje svojih funkcija, dok regulatori širine impulsa (pWM) koriste se za kontrolu konverzije snage. Izolovana AC-DC konverzija snage sa transformatorima koji se obično dodaju u kolo uključuje topološke strukture kao što su povratni, prednji i polumost, kao što je prikazano na slici 1. Topologija povratnog hoda je standardni izbor za aplikacije srednje i male snage sa snagom manjom od 30W, dok je struktura polumosta najpogodnija za pružanje veće energetske efikasnosti/gustine snage. Što se tiče transformatora u izolacionoj strukturi, njegova veličina je povezana sa frekvencijom prebacivanja, a većina LED drajvera tipa izolacije u osnovi koristi "elektronske" transformatore.
U aplikacijama LED rasvjete koje koriste DC-DC napajanje, metode upravljanja LED diodama koje se mogu koristiti uključuju tip otpora, linearni regulator napona i regulator napona prekidača. Osnovni dijagram primjene prikazan je na slici 2. U režimu pogona otpornog tipa, struja LED-a se može kontrolisati podešavanjem otpora detekcije struje u seriji sa LED-om. Ovaj način pogona je jednostavan za dizajn, jeftin je i nema problema s elektromagnetnom kompatibilnošću (EMC). Nedostatak je što zavisi od napona, treba da ekranizira LED diode i ima nisku energetsku efikasnost. Linearni regulatori napona su takođe jednostavni za dizajn i nemaju problema sa EMC. Oni također podržavaju stabilizaciju struje i zaštitu od prekomjerne struje (preklapanje) i pružaju vanjske točke podešavanja struje. Međutim, njihovi nedostaci uključuju disipaciju snage i potrebu da ulazni napon uvijek bude veći od napona naprijed, uz nisku energetsku efikasnost. Regulator prekidača kontinuirano kontroliše otvaranje i zatvaranje prekidača (FET) preko pWM upravljačkog modula, kontrolišući na taj način protok struje.
Preklopni regulatori napona imaju veću energetsku efikasnost, neovisni su o naponu i mogu kontrolirati svjetlinu. Međutim, njihovi nedostaci uključuju relativno visoku cijenu, veću složenost i probleme s elektromagnetnim smetnjama (EMI). Uobičajene topološke strukture LEDDC-DC prekidačkih regulatora uključuju pojačane, pojačane, pojačane ili jednostrane primarne induktorske pretvarače (SEpIC). Kada je minimalni ulazni napon u svim radnim uslovima veći od maksimalnog napona LED niza, usvaja se struktura za smanjenje, kao što je korištenje 24Vdc za pogon 6 serijski povezanih LED dioda; Naprotiv, kada je maksimalni ulazni napon manji od minimalnog izlaznog napona u svim radnim uslovima, usvaja se struktura pojačanja, kao što je korišćenje 12Vdc za pokretanje 6 serijski povezanih LED dioda; Kada postoji preklapanje između opsega ulaznog i izlaznog napona, može se koristiti silazno pojačanje ili SEpIC struktura, kao što je korištenje 12Vdc ili 12Vac za pogon četiri serijski povezane LED diode. Međutim, ova struktura ima najmanje idealnu cijenu i energetsku efikasnost.
Upotreba AC napajanja za direktan pogon LED dioda je također napravila određeni napredak u posljednjih nekoliko godina. U ovoj strukturi, LED žice su raspoređene u suprotnim smjerovima, radeći u pola ciklusa, a LED provodi samo kada je linijski napon veći od napona naprijed. Ova struktura ima svoje prednosti, kao što je izbjegavanje gubitka snage uzrokovanog AC-DC konverzijom. Međutim, u ovoj strukturi, LED se prebacuje na niskim frekvencijama, tako da ljudske oči mogu primijetiti pojave treperenja. Osim toga, LED zaštitne mjere treba dodati u ovaj dizajn kako bi ga zaštitili od utjecaja napona na liniji ili prolaznih pojava.
