開關模式電源設計辦法概述

驅動開關模式下的多個高功率LED并實現平均亮度、調光功能及功率因數補償并不是一件簡單的事情，然而關于專業的電源設計師來說，只需一天時間便可滿足全部的設計要求。我們所說的“驅動LED”就是指“設計適宜的電源”。但倘若你不是專業的電源設計工程師，那么這個設計辦法可以說是個不小的挑戰。

切勿望而生畏

近年來，LED照明辦法的需求旺盛。無論你的能力水平要怎么樣，你都可以獲得大量可選擇的電源設計辦法。倘若你的目標是設計整個照明設備，你還可以參考更多其他的設計辦法，包括熱管理及光學系統。本文將聚集解析電源設計。

在進行電源設計之前，非得先處理電源負載的問題。為此，要考慮以下幾個因素：

功率需求—你想要驅動多少個LED燈？是1W、3W還是5W的LED燈？每個串聯線路上的LED燈是不是是固定數量，還是要依據輸出電壓范圍調整電源供電？你期待的電源亮度要怎么樣？Cree公司供應一個優秀在線工具，可幫助工程師確定其使用設計所需LED燈的數量。

連接辦法—你是想采用串聯、并聯還是混聯方式驅動LED燈？若要使每一組的所有LED亮度保持一致，一般提議采用串聯配置。但若輸出電壓有問題，則提議采用并聯方式。

正向電壓(VF))—不僅電路中各LED燈的VF值不同，同時具備不同顏色及不同芯片技術的典型LED正向電壓也不相同。以下是Avago公司ASMT-Ax001W系列設備的相關數據：

LED發光顏色芯片類型VF，最小值VF，規格值VF，最大值電流

暖白色InGaN2.83.23.5350mA

紅色AlInGap1.72.12.3350mA

藍綠色InGaN3.03.43.8350mA

特性—實現調光及功率因數補償等特性均將新增設計的復雜度。通過改變LED的繼續正向電流或進行脈寬調制(pMW)便可實現調光功能；而通過pWM輸出，利用低成本微控制器便可實現最大限度的控制及靈活性，但非得與電源電路進行精確集成。至于功率因數補償(pFC)，若是由于尺寸或預算限制而無法實現傳統pFC，那么你還有其他選擇，例如安森美半導體公司就供應一套基于NCL3000臨界導電模式控制器的單段式高功率因數LED驅動辦法。

拓撲結構—任何人都不希望成為有偏見的人，包括我自己，但由于我成長于半導體范疇，不可戒備地傾向于采用開關模式進行所有設計(我有一些要好的朋友則是線性設計師)。LED照明及開關模式電源的一個最大賣點就是高能效，那么為甚么不就此設計電源呢？若決定采用LED照明及開關模式，那么你要考慮以下幾個問題：你的照明使用是采用直流還是離線式？倘若采用離線式，是不是要進行隔離或通用輸入？你希望LED燈組同步還是異步？每一個拓撲結構在實現你的使用需求時都有各自的優勢和缺點。

在開始電源設計之前，要考慮的最后一個緊要問題是確定自己的能力水平。專業的電源設計師即使從零開始進行電源設計都會覺得比較輕松，但我們當中真正算得上是電源設計師的人卻寥寥無幾。你可以依據自身的設計目標，分別參考以下三種辦法：

購買成品電源

盡管采用他人設計的電源辦法通常讓人沒有哪些成績感，但它卻是工程師構建LED照明的最簡便辦法。即使是這種情況，工程師也有一些極佳的選擇。臺灣明緯公司供應的離線式LED電源包裝精美，適用于室內室外使用，同時具備調光、綜合保護、pFC及通用交流輸入等功能，用業內話來說就是“功能完整”的小家伙。若你還有其他功能需求，該公司還可供應更多基礎的可選辦法。

修改成熟的參考設計

倘若你在電源設計方面沒有相關經驗，這對你可能是最好的辦法，尤其當你受限于某個專有設計辦法時。像德州儀器(TI)及意法半導體等半導體巨頭公司都在其官網上公布了完整的參考設計辦法，包括原始電路圖、物料清單及使用筆記，有時候甚至還有Gerber文件。你可以通過查看TI、意法半導體及凌力爾特等供應商的參考設計，從而獲得可靠的資源開始產品設計。此外，請盡量保持謙謙君子的風度，也就是說，當你在修改某個供應商的參考設計時，你在設計、原型及加工制造整個設計流程中都應當購買該供應商的產品。

孤注一擲

倘若你想從零開始設計自己的電源，那你就不會有任何妨礙，可能偶爾煩躁一下燒焦的指尖或是帶著煙味的頭發。緊要的是，你非得清楚這里所謂的孤注一擲并不是說“獨自一人”。生命太短暫了，一個人不可能在真空環境中獨自完成設計。你要找到一個集中同行或專家的成員社區，例如e絡盟社區，以便咨詢問題及交換意見。

若采用參考設計進行產品研發，你最好先研究一下供應當參考設計的供應商。正如上文提到的Cree公司，它可供應一些有用的設計指南；德州儀器則供應模塊圖及在線powerLab？參考設計數據庫；而凌力爾特則在其官網上為設計師供應各類使用與設計筆記以及參考電路。此外，意法半導體、NXp及安森美半導體也都供應類似資源以幫助設計師進行LED電源設計。

更為幸運的是，你還可獲取一些優秀的經濟型圖形捕捉及布局軟件用于電源設計。而當你做好一切準備工作并開始構建辦法時，你還可輕松獲得價格實惠的pCB設計服務，保證快速報價及需求應和。

關于專業工程師及類似的創客們來說，孤注一擲是最具趣味的一種辦法。你可以獲取全球的豐富資源，并使用價格實惠的電路設計軟件及一流的原型設備，這是有史以來可使你自己化身ODM的最佳時機。所以，讓LED永不熄滅吧！

聲明： 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網，如有侵權請聯系刪除