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適用於高效照明應用的LED驅動電路設計

升壓型電感驅動器

一般來說，LED的偏壓設計、電流供應的不同組合，將決定LED驅動器（電路）的設計類型，而LED VF(正向電壓)會隨著外部條件而略有變化，例如電流、環境溫度、LED型號等，雖然我們都採一致性的偏壓進行LED驅動點亮，但實際的狀況是同樣的電路面對不同的元件，發光表現都會略有不同。關於VF參數，一般設計中會關注的焦點會是集中在低溫下的最大VF。在實際的設計案例中，通常技術開發人員必須針對設計，為LED背光電路選擇適用的LED驅動IC，會參考的重要電氣參數相當多，例如，開啟與關閉電流的最大值、在大輸出電壓、過電壓保護的數值，而搭配電源驅動IC使用的電容、電感等外部元件，對於電壓、電流的耐獸性也必須一併考量。若用實務的設計案例來觀察，10吋的LCD搭配2~30個LED提供背光，LED串條狀背光模組可能會有7~8組，若LED的VF必須要有3~3.5V，每顆LED需20mA驅動，對於驅動電路需要的輸出總功率必須為至少達到LED總功耗的低標，必須透過一組AC電源提供5V電力，若採行電感型升壓LED驅動器就相當夠用了。另選擇適用電源轉換元件時，還必須考量電路最大輸出電壓運作穩定性的問題，讓LED在低負載與高負荷的狀況下都能穩定運行。

降壓型開關電源也同等重要

當電源的電壓，已經高於總LED的正向供應電壓，此時必須選擇搭配線性的電流來源，或直接透過交換式降壓穩壓器，來提供LED所需要的恆定電流數值。但問題來了，線性的電流來源有個使用限制，就是此種電路設計的功率損耗較高，相對的交換式電源的使用效率較高，也可避免溫度提升無法散去，減少轉換產生的熱源集中在電源IC單一零件上。當電源電壓高於總LED正向電壓時，可以選用一個線性電流源或者開關降壓穩壓器來為LED提供恆流。不過線性電流源有一個缺陷，即耗散在穩壓器中的功耗正比於電源到負載的電壓差。開關電源的效率較高，能夠避免任何較大的熱量耗散在IC上，且工作溫度接近或者略為高於環境溫度。一般而言，採線性電流穩壓器設的IC，多數可提供技術特有的低雜訊設計，因為線性設計並不是透過交換式電源生產電力，多數適合應用於小電流的驅動應用，若相同的設計用來驅動LCD ，可能有點強人所難，若改透過電感型的配置，將有有效提稱單點光源的發光效率