使用LED作為光源的燈泡來替代螺紋旋入式白熾燈泡有很多好處,。一般而言,，我們將小號(hào)（5-9）的LED串聯(lián)起來,，使用一個(gè)電源將線電壓轉(zhuǎn)換為低電壓（通常為數(shù)十伏），這時(shí)的電流約為350到700mA,。在確定如何最好地讓用戶同線電壓隔離的過程中,，我們需要深思熟慮、權(quán)衡利弊,。我們可以在電源中實(shí)現(xiàn)隔離,，也可以在LED安裝過程中進(jìn)行這種隔離。在一些低功耗設(shè)計(jì)中,，LED物理隔離是一種常用方法,，因?yàn)樗试S使用成本更低的非隔離式電源。
圖1顯示了一種典型的LED燈替代方法,。本舉例中的電源為非隔離式電源,，其意味著實(shí)現(xiàn)用戶高壓保護(hù)的隔離被嵌入到了封裝而非電源中。很明顯,，電源的空間極其小,，從而對(duì)封裝構(gòu)成了挑戰(zhàn)。另外,，電源被隱埋到封裝內(nèi)部,，從而阻礙了散熱，影響了效率,。
圖 1 燈泡替換使電源空間變得極小
圖2顯示了一個(gè)通過120伏AC電源為LED供電的非隔離式電路,。它包含一個(gè)為降壓功率級(jí)供電的整流橋。該降壓調(diào)節(jié)器是一個(gè)“倒置版”,，其電源開關(guān)Q2處在回路中,，而環(huán)流二極管D3連接至電源。在電源開關(guān)導(dǎo)通期間,，通過一個(gè)源電阻對(duì)電流進(jìn)行調(diào)節(jié),。盡管這樣做的效率相當(dāng)高（80%-90%），但是這種電路存在幾個(gè)限制效率的缺點(diǎn),。導(dǎo)通時(shí),，電源開關(guān)必須承載全部輸出電流，而在電源開關(guān)關(guān)閉時(shí),，輸出電流流過環(huán)流二極管。另外,，電流檢測(cè)電阻器R8和R10的電壓約為1伏,。相比15到30伏的LED電壓，所有這三個(gè)壓降都很大,，并且會(huì)對(duì)電源效率構(gòu)成限制,。更為重要的是，這些損耗會(huì)促進(jìn)燈泡溫升。LED的發(fā)光能力會(huì)慢慢減小,，而這種能力與LED的工作溫度密切相關(guān),。例如，70oC條件下,，LED光輸出減少30%的時(shí)間超出了50000小時(shí),，而在80oC條件下，這一時(shí)間僅為30000小時(shí),。由于燈泡都安裝在一些“筒”中,，而這些“筒”往往會(huì)阻礙散熱，不利于對(duì)流冷卻,，因此發(fā)熱問題被進(jìn)一步復(fù)雜化,。
圖 2 降壓調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的離線LED驅(qū)動(dòng)器
使用LED作為光源的燈泡來替代螺紋旋入式白熾燈泡有很多好處。一般而言,，我們將小號(hào)（5-9）的LED串聯(lián)起來,，使用一個(gè)電源將線電壓轉(zhuǎn)換為低電壓（通常為數(shù)十伏），這時(shí)的電流約為350到700mA,。在確定如何最好地讓用戶同線電壓隔離的過程中,，我們需要深思熟慮、權(quán)衡利弊,。我們可以在電源中實(shí)現(xiàn)隔離,，也可以在LED安裝過程中進(jìn)行這種隔離。在一些低功耗設(shè)計(jì)中,，LED物理隔離是一種常用方法,，因?yàn)樗试S使用成本更低的非隔離式電源。
圖1顯示了一種典型的LED燈替代方法,。本舉例中的電源為非隔離式電源,，其意味著實(shí)現(xiàn)用戶高壓保護(hù)的隔離被嵌入到了封裝而非電源中。很明顯,，電源的空間極其小,，從而對(duì)封裝構(gòu)成了挑戰(zhàn)。另外,，電源被隱埋到封裝內(nèi)部,，從而阻礙了散熱，影響了效率,。
圖 1 燈泡替換使電源空間變得極小
圖2顯示了一個(gè)通過120伏AC電源為LED供電的非隔離式電路,。它包含一個(gè)為降壓功率級(jí)供電的整流橋。該降壓調(diào)節(jié)器是一個(gè)“倒置版”,，其電源開關(guān)Q2處在回路中,，而環(huán)流二極管D3連接至電源,。在電源開關(guān)導(dǎo)通期間，通過一個(gè)源電阻對(duì)電流進(jìn)行調(diào)節(jié),。盡管這樣做的效率相當(dāng)高（80%-90%）,，但是這種電路存在幾個(gè)限制效率的缺點(diǎn)。導(dǎo)通時(shí),，電源開關(guān)必須承載全部輸出電流,，而在電源開關(guān)關(guān)閉時(shí)，輸出電流流過環(huán)流二極管,。另外,，電流檢測(cè)電阻器R8和R10的電壓約為1伏。相比15到30伏的LED電壓,，所有這三個(gè)壓降都很大,，并且會(huì)對(duì)電源效率構(gòu)成限制。更為重要的是,，這些損耗會(huì)促進(jìn)燈泡溫升,。LED的發(fā)光能力會(huì)慢慢減小，而這種能力與LED的工作溫度密切相關(guān),。例如,，70oC條件下，LED光輸出減少30%的時(shí)間超出了50000小時(shí),，而在80oC條件下,，這一時(shí)間僅為30000小時(shí)。由于燈泡都安裝在一些“筒”中,，而這些“筒”往往會(huì)阻礙散熱,，不利于對(duì)流冷卻，因此發(fā)熱問題被進(jìn)一步復(fù)雜化,。
圖 2 降壓調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的離線LED驅(qū)動(dòng)器
LED制造廠商通過將數(shù)支LED串聯(lián)在一塊公用基板上,，制造出更高電壓的發(fā)光體。這些高壓發(fā)光體帶來亦或是更低的成本亦或是更高的電源效率,。使用這些高壓產(chǎn)品,，我們只需使用一組整流器和一個(gè)穩(wěn)流電阻器，從而實(shí)現(xiàn)更低成本的電源方法,。盡管這種電源可以產(chǎn)生相當(dāng)好的功率因數(shù),，但效率很低，原因是輸入電壓的很大一部分都被用在了穩(wěn)流電阻器上,，導(dǎo)致30%-50%的LED功率損耗,。但是，它可以用于一些小體積的低功耗應(yīng)用中,。然而,，在一些高功耗應(yīng)用中，低效率讓其無用武之地,。圖3顯示了另一種替代方法：其使用一個(gè)升壓電源,。該電路的大部分都與上述方法相同。但是,，開關(guān),、二極管和電流檢測(cè)損耗要小得多，帶來高達(dá)90%到95%的效率,。另外,，該電路還擁有97%的良好功率因數(shù)。
圖 3 利用升壓電源提高 LED 驅(qū)動(dòng)器效率
圖4為圖1-2示意圖所描述電源的照片,。即使這種電源產(chǎn)生的輸出功率大致相同,，但也存在一些影響電源尺寸的明顯差異。升壓電源的電感器尺寸明顯更小,，因?yàn)槠湫钅芤蟾?。相比升壓電源，降壓電源有一個(gè)更大的電阻器,。該電阻器為一個(gè)仿真負(fù)載電阻器（圖2所示R20）,，用于決定調(diào)光器何時(shí)開啟硅控整流器 （SCR）。需要這樣做的原因是,，調(diào)光器在三端雙向可控硅開關(guān)組件旁邊有一個(gè)電磁干擾 （EMI） 抑制電容器,，其在無負(fù)載情況下的電壓相對(duì)電源要高。這樣便擾亂了電源,，導(dǎo)致出現(xiàn)不穩(wěn)定調(diào)光,。使用升壓電源時(shí)卻不需要這樣做，因?yàn)長ED通過升壓電感器連接至輸入,，為其提供足夠負(fù)載,，因此上述問題便不是問題。圖中未顯示電路板的背面,，但正如示意圖所示,，降壓電源有更多低電平電路。所以,，升壓電源擁有更低的功耗,，這一點(diǎn)在諸如LED燈泡" title="LED燈泡">LED燈泡更換等空間限制型應(yīng)用中極為重要。
圖 4 升壓電源體積更小,、效率更高
總之，高壓LED" title="高壓LED">高壓LED因其具有功耗低,、溫升小的特點(diǎn),，可幫助增加旋入式LED燈泡的使用壽命,。它是通過使用升壓電源替代降壓電源，從而提高電源效率來實(shí)現(xiàn)的,。升壓電源的損耗約為降壓調(diào)節(jié)器的一半,。另外，升壓電源的組件更少,，功率因數(shù)更好,，體積更小，并且利用三端雙向可控硅開關(guān)組件實(shí)現(xiàn)調(diào)光更容易,。