A LED-meghajtó tápegység topológiája
Az AC-DC tápegységet használó LED-es világítási alkalmazásokban a teljesítménykonverzió konstrukciós modulja diszkrét komponenseket, például diódákat, kapcsolótranzisztorokat (FET), induktorokat, kondenzátorokat és ellenállásokat tartalmaz a megfelelő funkcióik ellátására, míg impulzusszélesség-modulációs (pWM) szabályozókat. teljesítményátalakítás szabályozására szolgálnak. Az áramkörhöz általában hozzáadott transzformátorokkal leválasztott AC-DC teljesítménykonverzió olyan topológiai struktúrákat tartalmaz, mint a flyback, forward és half bridge, amint az 1. ábrán látható. A flyback topológia a szabványos választás közepes és kis teljesítményű alkalmazásokhoz, amelyek teljesítménye kisebb, mint 30W, míg a félhídszerkezet a legalkalmasabb a nagyobb energiahatékonyság/teljesítménysűrűség biztosítására. Ami a szigetelő szerkezetben lévő transzformátort illeti, mérete a kapcsolási frekvenciához kapcsolódik, és a legtöbb leválasztó típusú LED-meghajtó alapvetően "elektronikus" transzformátort használ.
A DC-DC tápegységet használó LED-es világítási alkalmazásokban a használható LED-meghajtási módszerek közé tartozik az ellenállás típusa, a lineáris feszültségszabályozó és a kapcsolófeszültség-szabályozó. Az alapvető alkalmazási diagram a 2. ábrán látható. Ellenállás típusú hajtás módban a LED előremenő árama az áramérzékelő ellenállás LED-del sorba állításával szabályozható. Ez a hajtásmód könnyen megtervezhető, olcsó, és nincs elektromágneses kompatibilitási (EMC) probléma. Hátránya, hogy feszültségfüggő, LED-eket kell árnyékolni, és alacsony az energiahatékonysága. A lineáris feszültségszabályozók is könnyen megtervezhetők, és nem okoznak EMC-problémákat. Támogatják továbbá az áramstabilizálást és a túláramvédelmet (visszahajtás), valamint külső árambeállítási pontokat biztosítanak. Hiányosságaik közé tartozik azonban a teljesítménydisszipáció és az, hogy a bemeneti feszültségnek mindig magasabbnak kell lennie, mint az előremenő feszültség, alacsony energiahatékonyság mellett. A kapcsolószabályozó folyamatosan vezérli a kapcsoló (FET) nyitását és zárását a pWM vezérlőmodulon keresztül, ezáltal szabályozza az áram áramlását.
A kapcsolófeszültség-szabályozók nagyobb energiahatékonysággal rendelkeznek, feszültségfüggetlenek és szabályozhatják a fényerőt. Hiányosságaik azonban a viszonylag magas költségek, a nagyobb bonyolultság és az elektromágneses interferencia (EMI) problémái. A LEDDC-DC kapcsolószabályozók általános topológiai struktúrái közé tartoznak a buck, boost, buck boost vagy egyvégű elsődleges induktor konverterek (SEpIC). Ha a minimális bemeneti feszültség minden működési körülmény között nagyobb, mint a LED-füzér maximális feszültsége, akkor a rendszer egy lefelé tartó struktúrát alkalmaz, például 24 V egyenfeszültséget használ 6 sorba kapcsolt LED meghajtására; Ellenkezőleg, ha a maximális bemeneti feszültség kisebb, mint a minimális kimeneti feszültség minden munkakörülmény között, akkor a rendszer egy boost struktúrát alkalmaz, például 12 V egyenfeszültséget használ 6 sorba kapcsolt LED meghajtására; Ha átfedés van a bemeneti feszültség és a kimeneti feszültség tartománya között, akkor lefelé irányuló boost vagy SEpIC struktúra használható, például 12 V dc vagy 12 V ac négy sorba kapcsolt LED meghajtására. Ennek a szerkezetnek azonban a legalacsonyabb az ideális költsége és energiahatékonysága.
Az elmúlt években a váltakozó áramú áram használata a LED-ek közvetlen meghajtására szintén előrehaladt. Ebben a felépítésben a LED-füzérek ellentétes irányban helyezkednek el, fél ciklus alatt működnek, és a LED csak akkor vezet, ha a vonali feszültség nagyobb, mint az előremenő feszültség. Ennek a szerkezetnek megvannak a maga előnyei, például elkerülhető az AC-DC konverzió által okozott teljesítményveszteség. Ebben a szerkezetben azonban a LED alacsony frekvencián kapcsol, így az emberi szem villogó jelenségeket észlelhet. Ezen túlmenően ezt a kialakítást LED-es védelmi intézkedésekkel kell kiegészíteni, hogy megvédjék a hálózati túlfeszültségek vagy tranziensek hatásától.
