1)采用交换离线电源为LED供电
在采用交换离线电源为LED供电的利用中，涉及到众多不同的利用处合，如电子镇流器、荧光灯调换、交通信号灯、LED灯泡、街道和停车照明、建筑物照明、障碍灯和标记等。在这些从交换主电源驱动大功率LED的利用中，有两种常见的电源转换技巧，即在需要电流隔离(galvanic isolation)时应用反激转换器，或在不需要隔离时应用较为简略的降压拓扑结构。
在反激转换器方面，根据输出功率的不同，可以采用安森美半导体的不同反激转换器。例如，安森美半导体的NCP1013合适于功率高达5 W(电流为350 mA、700 mA或1 A)的紧凑型设计利用，NCP1014/1028可以供给高达8 W的持续输出功率，而NCP1351则合适于大于15 W的较大功率通用利用。
以NCP1014/1028为例，这是安森美半导体推出的离线式PWM开关稳压器，具有集成的700 V高压MOSFET，均采用350 mA/22 Vdc变压器设计及700 mA/17 Vdc配置，输进电压范畴为90至265 Vac，具有输出开路电压钳位、采用频率抖动减少电磁干扰(EMI)信号以及内置热封闭保护等特征，合适于LED镇流器、建筑物照明、显示器背光、标记和通道照明及作业灯等利用。NCP1014/1028的利用设计示意图如下面的图1所示。值得一提的是，这设计具有开路输出保护功效，会在开路时将输出钳位至24 V电压。在这设计中，电流和开路电压能够通过简略地转变电阻/齐纳二极管组合来调剂。值得一提的是，假如针对230 Vac交换线路应用另一种可选变压器，则NCP1014能够供给高达19 W的功率，NCP1028能够供给高达25 W的功率。
图1：安森美半导体离线式第二代LED驱动器NCP1014/1028的利用示意图。
在照明利用中，假如输出功率请求高于25 W，LED驱动器则面临着功率因数校订(PFC)的标题。例如，欧盟的国际电工委员会(IEC)针对照明(功率大于25 W)的请求中具有针对总谐波失真(THD)的规定。而在美国，能源部“能源之星”项目固态照明尺度中对PFC带有强迫性请求(而无论是何种功率等级)，即针对住宅利用部分请求功率因数高于0.7，而针对贸易利用部分请求功率因数高于0.9。这尺度属于自愿遵照的尺度，并非强迫性请求，但有些利用可能需要良好的功率因数。例如，公营事业机构将推动LED的大范围利用，利用在公用设施级别的LED可看拥有较高功率因数；而且公营事业机构拥有或供给LED街灯服务时，LED是否具有较高功率因数(通常大于0.95)取决于公营事业机构的意愿，假如他们愿意，则相应的LED驱动解决计划必需满足这方面的请求。
图2：需要PFC的LED驱动利用中不同架构对照。
在这类可能需要采用PFC把持器的利用中，传统的解决计划是PFC把持器+PWM把持器的两段式计划。这种计划支撑模块化，且认证简略，但在总体能效方面会有调和，如假设交换-直流(AC-DC)段的能效为87％至90％，直流-直流(DC-DC)段能效为85％至90％，则总能效仅为74％至81％。随着LED技巧的持续改良，这种架构预计将转化为更加优化、更高能效的计划。根据请求的不同，有多种可供选择的计划，如：PFC+非隔离降压、PFC+非隔离反激或半桥LLC、NCP1651/NCP1652单段式PFC计划。
另一方面，如上所述，在不需要隔离的利用中，可以采用较为简略的降压拓扑结构，这种结构所应用的电感比变压器小得多，而且只需要很少的元件来实现这种解决计划。这种架构采用的是峰值电流把持(PCC)模式，工作在深度持续导电模式(CCM)。这种架构具有多种上风，如可以打消应用大电解输出电容、具有“良好”稳流的简略把持原理，以及能够充分利用安森美半导体的动态自供电(DSS)技巧才能来直接从交换线路为驱动器供电。图3显示的是安森美半导体NCP1216 PWM电流模式把持器的利用设计示意图。
图3：采用峰值电流把持的NCP1216非隔离型离线式LED驱动利用。
它充分利用高压工艺技巧的上风，从交换主电源直接为把持器供电，进一步简化了电路。这设计合适120 Vac条件，若要用于230 Vac条件，则需要变更少许元件，如功率FET和电容。由于这是一种非隔离型AC-DC设计，所以存在高压。而且这是一项浮动设计，IC和LED并非对地参考。在对器件进行供电之前，LED必需连接至电路板。
对于这类降压把持方法而言，当把持的LED数目减少时，它的一项局限就会呈现，由于这时占空比会变得极窄。而且开关把持器在电流被感测到之前会有200至400 ns的前沿消隐电路。在这种情况下，必需下降开关频率来适应正常把持，并通过半波整流输进电路将电压保持在最低值。在这种方法中，基础架构能够通过元件修正来轻易扩大，从而也能驱动更长的LED串。
2)采用宽输进范畴的直流-直流(DC-DC)电源为LED供电
有一系列高亮度LED利用工作在8至40 VDC范畴的电源，这些电源包含铅酸电池、12-36 VDC适配器、太阳能电池以及低压的12 和24 VAC交换系统。这类的照明利用众多，如运动式照明、景观和道路照明、汽车和交通照明、太阳能供电照明，以及摆设柜照明等。
表1：宽输进范畴的DC-DC LED利用。
即使目标是采用恒定电流驱动LED，首先要懂得的事件就是利用的输进和输出电压变更。LED的正向电压由材料特征、结温度范畴、驱动电流和制作容限决定。凭借这些信息，就可以选择适当的线性或开关电源拓扑结构，如线性、降压、升压或降压-升压等。而安森美半导体的NCP3065/3066是一种多模式LED把持器，它集成1.5 A开关，可以设置成降压、升压、反转(降压-升压)/单端低级电感转换器(SEPIC)等多种拓扑结构。NCP3065/3066的输进电压范畴为3.0至40 V，具有235 mV的低反馈电压，工作频率可调节，最高250 kHz。其它特征包含：能进行逐周期电流限制、不需要把持环路补偿、可采用所有陶瓷输出电容工作、具有模仿和数字PWM调光才能、产生磁滞时内部热封闭等。
图4：安森美半导体NCP3065在LED恒流降压把持利用中的示意图。
为LED供给保护
如前所述，LED是一种应用寿命极长的光源(可长达5万小时)。除了需要针对具体的LED利用选择合适的LED驱动解决计划，还需要为LED供给适当的保护，由于偶然LED也会失效。其原因多种多样，可能是由于LED早期失效，也可能是由于局部的组装缺点或是因瞬态现象导致失效。必需对这些可能的失效供给预防措施，特别是由于某些利用属于关键利用(故障停机本钱高)，或是安全攸关的利用(如头灯、灯塔、桥梁、飞翔器、飞机跑道等)，或是在地理上难于接近的利用(保护艰苦)等。
在这方面，可以采用安森美半导体的NUD4700 LED分流保护解决计划。图5是这种分流保护解决计划的利用及原理示意图。
图5：安森美半导体NUD4700 LED开路分流保护器的利用示意图。
在LED正常工作时，泄漏电流仅为近100 μA；而在遭遇瞬态或浪涌条件时，LED就会开路，这时NUD4700分流保护器所在的分流通道激活，所带来的压降仅为1.0 V，将带给电路的影响尽可能地减小。这器件采用节俭空间的小型封装，设计用于1 W LED(额定电流为350 mA@ 3 V)，假如散热处理适当，也支撑大于1 A电流的把持。
总结
相较于白炽灯等传统光源，LED具有能效高、寿命长、指向性好等众多上风，越来越受业界青睐用于通用照明市场。而LED在通用照明市场的利用涉及多方面的请求，需要从系统的角度往考虑，如光源、电源转换、LED把持和驱动、散热和光学等。
