LED照明应用设计

面对所有这些要求，这种电源的设计很复杂，但并不是不可能。上图的左侧是输入滤波器和桥式整流器的示例，后面跟着一个有些与众不同的电路，其中反激电路使 用了一个BCM-PFC-控制器。通常，电源周期内开关频率要发生变化，以保持输出电压的恒定。此处，使用振荡器（带Q102的电路）维持恒定的开关频 率，从而在整个电源周期内维持一种恒定的占空比。可以改变占空比（虽然以极低的速度），以便调整输出电流。这不会产生问题，因为LED不是动态负载。借助 这种改变，输入电流将与输入电压对应，转换器将恒定工作于DCM模式，获得非常好的功率因数。

该电路能够在不使用额外PFC电路的情况下获得好的功率因数。缺点是在双倍电网频率下，次级端的纹波电流很大，但对于LED照明而言，这不会成为缺点，因为人眼对100Hz的闪烁是不敏感的。

在次级端，利用一个电路将输出电流（用分流电阻测量）转换成初级端调节器的反馈信号，以获得驱动LED的电流输出。这里，对平均输出电流进行调节，因为反 馈回路必须缓慢，以便在输入端获得好的功率因数。另一个优点是使用金属箔电容作为输入电容，其小尺寸减小了对空间的要求，并显著提高了寿命。

LED灯的寿命还由LED的亮度漂移决定。例如，OSRAM公司的“金龙+”LED灯的平均寿命为45000小时 （焊接点温度85°C，以0.7A电流连续工作）。其可分成四个阶段，第一个阶段是能够向上或向下的相对快速漂移的阶段，接下来是反射器老化阶段，然后是 LED仅有微小漂移的较长阶段，最后是灯寿命漂移真正终止的阶段，在这个阶段中，亮度持续降低。

LED的失效不会是灾难性的，但是在到达额定寿命期时，其亮度下降到70%。灯将随时间的推移持续变暗。在某些应用中，这不是问题，但对于其他一些有标准和规范要求亮度恒定的应用中，这种情况是不能被接受的。

与使用高压钠灯的普通路灯相比，LED灯更加耐用，并具有更长的寿命。不过仍有进一步提升的可能性。为了延长寿命，并减小设计对环境的影响，可以使用亮度传感器来调节亮度，并在寿命期内获得恒定的发光度。

为了在不改变颜色的情况下改变LED的亮度，使用了脉宽调制方案。为此，在电路的输入端施加一个方波信号。当电压高于1V时，调节器禁用，LED串 内没有电流流过。电压很低时，IC的输入节点会承担分流电阻反映出的电压，有效地接通电流控制，并使LED串在这种恒定电流下工作。这将产生恒流脉冲，紧 接着是暂停，即无电流流过。这样将会在不改变颜色的情况下调节LED的亮度。结合上面的PFC反激式电路，重要的是要使用一种不会与电网频率产生可见拍频 频率的PWM调制信号。

实现亮度传感器的方法有很多种。例如可使用光敏晶体管或者光敏二极管，但它们需要部分模拟电路，以便使它们的信号适用于调节。还有一种许多商用亮度传感器 都在使用的标准化模拟接口，其控制电压范围为0至10V。在噪声较大的环境中，信号也以用电流环路传送，例如：以0至20mA电流工作。此外，在传感器或 者传感器阵列与中央控制器相结合的地方可以使用数字接口来实现亮度调节，甚至实现冗余工作，比如可以对一些出现故障的灯进行补偿。这一点尤其有利于不便更 换灯的环境，例如：在半导体生产厂内。

利用这样的中央控制器和灯，调节和接通操作不会对灯的寿命产生负面影响，还能够实现更多的功能，比如根据用户在场与否进行调节、环境光调节、遥控（通过电话或短信）开灯关灯等。

结论

在早期，LED照明解决方案的光输出低，可靠性也较差，这些缺点阻碍了它的普及。但是，随后这些问题被克服，LED照明解决方案得到了越来越广泛的应用。现在，随着控制电路和应用的不断开发，LED的长寿命特性开始大有用武之地，它的环保优势终于被充分显现出来。