面向 LED 照明的低壓交流應(yīng)用

不要忘記了橋式整流器！它是該電路的和多數(shù)AC/DC轉(zhuǎn)換的前端基礎(chǔ)。

D1到D4必須設(shè)定額定值，以確定整個范圍內(nèi)最大凈電壓和電流。輸出電容可通過一個簡單的公式計算出來：
C=0.7(I)/ΔE(f)
其中，I表示通向下行電路的輸入電流值（DC/DC轉(zhuǎn)換器部分），AE表示所容許的紋波電壓，f表示交流行頻。

因為該設(shè)計具有的效率可達(dá)92%，假設(shè)LED的功率為24.5W，這就意味著DC/DC前端部分的功率為26.6W。在整流后（34VDC）24VAC電壓源產(chǎn)生的平均輸入電流約為782mA。這樣我們可以相應(yīng)地確定整流二極管的尺寸，而容許紋波對所需的電容量中也至關(guān)重要。假設(shè)一個800mA的輸入電流，在120Hz（因為使用橋式整流，所以為2×60Hz）的電路上允許出現(xiàn)1V紋波，則需要約9300μF電容。使用3V紋波（9%在34VDC線路上）時，則僅需要約1500μF的電容。較少的紋波有助于延長電解電容器的使用壽命——在這種情況下，可能要選擇大容量電容?！?/p>

　
取105℃的額定電容，將其冷卻到65℃或以下。電解電容器在額定溫度下運作，溫度每降低10℃壽命就會延長一倍。也就是說，如果一名設(shè)計者可以將105℃的額定電容維持在65℃或更低，那么他就能將其額定壽命延長16倍。這樣的話，額定壽命為5000小時的額定電容應(yīng)能持續(xù)使用80,000個小時。

良好的熱設(shè)計在LED應(yīng)用系統(tǒng)中是至關(guān)重要的。對此類特殊設(shè)計，溫度最高的器件是轉(zhuǎn)換場效應(yīng)晶體管（FET）M1，其溫度約為65℃。這樣固然很好，但你需要確保其他重要的熱源遠(yuǎn)離那些電解電容器。在30℃的環(huán)境下底板上所有其他器件的溫度應(yīng)在50℃以下。如何將LED燈而不是電子設(shè)備的上熱量排出去是您會一直面臨的最大挑戰(zhàn)。

小型陣列設(shè)計
設(shè)計光譜的另外一端即小型燈具。小型燈具可包括一個單一的LED組件或最多三個LED組件。現(xiàn)代LED產(chǎn)品的光效令1～3W的LED解決方案對環(huán)境和花園照明而言極具吸引力。

一個簡單的12VAC的系統(tǒng)可為降壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)浼軜?gòu)提供充足的空間來高效地驅(qū)動LED產(chǎn)品。櫥柜照明和陳列照明是低壓交流系統(tǒng)的另外的重要應(yīng)用領(lǐng)域。試想一下一個正向電壓為3V的1W LED的工作電流為350mA。

圖2所示的LM3407的輸出極限為350mA采用小型封裝及最少量的外部部件來驅(qū)動LED。

圖2 LM3407在12VAC電源和350mA電流供給下驅(qū)動單個3Vf LED

此處，AC/DC轉(zhuǎn)換與大型陣列設(shè)計的處理方式相同。在輸入電流至DC/DC轉(zhuǎn)換器部分，我們可以為輸入整流二極管和保持電容選擇合適的值。借助該設(shè)計，小于100mA的輸入電流和2V的紋波電壓需要約290μF的電容。在通常情況下，一個330μF的電容便能輕松的滿足需求。由于該設(shè)計消耗的功率很?。ㄝ斎攵松?.5W多），因此可以在一個單獨的12VAC低壓電路中支持多達(dá)200個此類模塊。如果使用24VAC的系統(tǒng)，那么最多可支持超過250個模塊。

更小的負(fù)載設(shè)計需要的一個額外考量是初級端變壓器可能需要使用最少數(shù)量的負(fù)載來運行。我們在微型低功耗系統(tǒng)中限定此組件時，應(yīng)考慮到這一點。

一個60W的低壓交流變壓器可能需要10W的負(fù)載來確保準(zhǔn)確地運作。LED裝置的效率可能讓人忽視一個問題，要即相應(yīng)地確定主電源的大小。

中型陣列設(shè)計
在該電流級或更低電流級，通過適當(dāng)?shù)臒峁芾碓O(shè)計維護(hù)陣列會實現(xiàn)超長的產(chǎn)品壽命，即便是在糟糕的熱環(huán)境下。糟糕的熱環(huán)境是眾多驅(qū)動器IC不得不面對的巨大挑戰(zhàn)。然而，在經(jīng)歷了幾個設(shè)計迭代后，很快將會出現(xiàn)一大批滿足這些要求的產(chǎn)品。您將發(fā)現(xiàn)很多集成場效應(yīng)晶體管（FET）驅(qū)動器的方案將在熱設(shè)計方面出現(xiàn)問題。