Struktur topologi bekalan kuasa pemacu LED
Dalam aplikasi pencahayaan LED menggunakan bekalan kuasa AC-DC, modul pembinaan penukaran kuasa termasuk komponen diskret seperti diod, transistor pensuisan (FET), induktor, kapasitor dan perintang untuk melaksanakan fungsi masing-masing, manakala pengawal selia modulasi lebar nadi (pWM). digunakan untuk mengawal penukaran kuasa. Penukaran kuasa AC-DC terpencil dengan transformer yang biasanya ditambah pada litar termasuk struktur topologi seperti flyback, forward, dan half bridge, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1. Topologi flyback ialah pilihan standard untuk aplikasi kuasa sederhana hingga rendah dengan kuasa kurang daripada 30W, manakala struktur separuh jambatan paling sesuai untuk menyediakan kecekapan tenaga/ketumpatan kuasa yang lebih tinggi. Bagi pengubah dalam struktur pengasingan, saiznya berkaitan dengan frekuensi pensuisan, dan kebanyakan pemacu LED jenis pengasingan pada dasarnya menggunakan pengubah "elektronik".
Dalam aplikasi pencahayaan LED menggunakan bekalan kuasa DC-DC, kaedah pemanduan LED yang boleh digunakan termasuk jenis rintangan, pengatur voltan linear dan pengatur voltan suis. Gambar rajah aplikasi asas ditunjukkan dalam Rajah 2. Dalam mod pemacu jenis rintangan, arus hadapan LED boleh dikawal dengan melaraskan rintangan pengesanan semasa secara bersiri dengan LED. Mod pemacu ini mudah direka bentuk, kos rendah dan tidak mempunyai masalah keserasian elektromagnet (EMC). Kelemahannya ialah ia bergantung pada voltan, perlu menyaring LED, dan mempunyai kecekapan tenaga yang rendah. Pengawal selia voltan linear juga mudah direka bentuk dan tidak mempunyai masalah EMC. Mereka juga menyokong penstabilan semasa dan perlindungan arus lebih (foldback), dan menyediakan titik tetapan semasa luaran. Walau bagaimanapun, kelemahan mereka termasuk pelesapan kuasa dan keperluan untuk voltan input sentiasa lebih tinggi daripada voltan hadapan, dengan kecekapan tenaga yang rendah. Pengawal selia suis secara berterusan mengawal pembukaan dan penutupan suis (FET) melalui modul kawalan pWM, dengan itu mengawal aliran arus.
Pengatur voltan pensuisan mempunyai kecekapan tenaga yang lebih tinggi, bebas voltan, dan boleh mengawal kecerahan. Walau bagaimanapun, kelemahan mereka termasuk kos yang agak tinggi, kerumitan yang lebih tinggi, dan isu gangguan elektromagnet (EMI). Struktur topologi biasa bagi pengawal selia pensuisan LEDDC-DC termasuk buck, boost, buck boost, atau penukar induktor primer tamat tunggal (SEpICs). Apabila voltan input minimum di bawah semua keadaan kerja adalah lebih besar daripada voltan maksimum rentetan LED, struktur step-down diguna pakai, seperti menggunakan 24Vdc untuk memacu 6 siri LED yang disambungkan; Sebaliknya, apabila voltan masukan maksimum kurang daripada voltan keluaran minimum di bawah semua keadaan kerja, struktur rangsangan diterima pakai, seperti menggunakan 12Vdc untuk memacu 6 siri LED yang disambungkan; Apabila terdapat pertindihan antara voltan input dan julat voltan keluaran, rangsangan langkah turun atau struktur SEpIC boleh digunakan, seperti menggunakan 12Vdc atau 12Vac untuk memacu empat siri LED yang disambungkan. Walau bagaimanapun, struktur ini mempunyai kos yang paling ideal dan kecekapan tenaga.
Penggunaan kuasa AC untuk memacu LED secara langsung juga telah mencapai beberapa kemajuan dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Dalam struktur ini, rentetan LED disusun dalam arah yang bertentangan, berfungsi dalam separuh kitaran, dan LED hanya mengalir apabila voltan talian lebih besar daripada voltan hadapan. Struktur ini mempunyai kelebihannya, seperti mengelakkan kehilangan kuasa yang disebabkan oleh penukaran AC-DC. Walau bagaimanapun, dalam struktur ini, suis LED pada frekuensi rendah, jadi mata manusia mungkin melihat fenomena berkelip. Di samping itu, langkah perlindungan LED perlu ditambah dalam reka bentuk ini untuk melindunginya daripada kesan lonjakan talian atau sementara.
