我們介紹了 LED 工作原理的基礎(chǔ)知識以及如何將它們用于 LED 燈的設(shè)計。我們展示了直流和交流 LED 驅(qū)動器之間的差異以及設(shè)計人員通常考慮的主要因素。
　　本文介紹了使用更廣泛的 LED 驅(qū)動器拓撲，并詳細介紹了每一種拓撲。最終的比較表總結(jié)了所分析的拓撲之間的差異，并考慮了第一篇文章中已經(jīng)介紹的主要設(shè)計因素。
　　降壓和反向降壓　　BUCK 拓撲是最簡單的。它產(chǎn)生的輸出電壓低于輸入電壓，也可以設(shè)計為“反向”版本：

　　降壓拓撲
　　圖 1a。降壓拓撲　　反向降壓拓撲

　　圖 1b。反向降壓拓撲
　　|輸入 電壓| > |輸出電壓 |　　圖 1a 的電路對于直流電壓源（通常是電池）的 LED 驅(qū)動器來說非常流行。下圖顯示了采用直流電源的典型降壓 LED 驅(qū)動器電路：

　　圖 2. DC-BUCK LED 驅(qū)動器
　　驅(qū)動器由輸入電壓供電并驅(qū)動 PMOS。與 LED 負載串聯(lián)的檢測電阻會產(chǎn)生與負載電流成比例的電壓 VFB，該電壓用于向驅(qū)動器提供電流反饋。 PMOS 的柵極被驅(qū)動以獲得 LED 負載所需的電流。
　　在該電路中，檢測電阻器以地為參考，使得可以輕松地從驅(qū)動器測量電流反饋。
　　PMOS的源極端子直接連接到VIN，因此很容易驅(qū)動GND和VIN之間的柵極切換。
　　在存在高輸入電壓的交流應(yīng)用中，PMOS 的柵極在開關(guān)周期期間無法驅(qū)動至 GND，因為 VSG 會非常高，遠超過 MOSFET 的最大額定值（典型值 20V）。
　　因此，最好使用圖 1b 的電路（反向降壓），該電路是通過簡單地將開關(guān)從輸入的正極端子移動到負極端子而從降壓衍生出來的。這樣，可以使用 NMOS，其柵極可以由接地參考電路驅(qū)動，如下所示：　　交流反向降壓 LED 驅(qū)動器

　　圖 3. AC-REVERSE-BUCK LED 驅(qū)動器
　　驅(qū)動器通過整流器從電橋輸出獲取電源，因此其 VDD 幾乎為直流。它驅(qū)動 NMOS 的柵極，在此拓撲中，檢測電阻器放置在 NMOS 的源極端子上，因此它仍然以地為參考。
　　需要注意的是，由于檢測電阻與 NMOS 串聯(lián)，因此在該電路中反饋是輸入電流，而不是 LED 電流。這會導(dǎo)致更差的光通量調(diào)節(jié)，但允許驅(qū)動 NMOS，以便使平均輸入電流與輸入電壓同相，從而獲得高 PF（功率因數(shù)）。
　　AC-REVERSE-BUCK LED 驅(qū)動器的缺點是，考慮到電橋輸出端的電壓在每個周期內(nèi)下降至 0V，該拓撲僅在 V IN >V OUT時工作，因此輸入正弦波的某些部分為AC-REVERSE-BUCK 驅(qū)動器無法驅(qū)動輸出 LED 燈串。為了最大限度地減少這種影響，通常使用 REVERSE-BUCK 來驅(qū)動電壓 <50V 的 LED 燈串，因此正弦波中不驅(qū)動 LED 的部分可以忽略不計。
　　促進
　　升壓拓撲產(chǎn)生高于輸入電壓的輸出電壓：　　升壓拓撲

　　圖 4. 升壓拓撲
　　|輸入 電壓| <|輸出電壓|
　　此拓撲通常用于通過單個電池（即鋰離子電池 3.7V）為多個 LED 串供電。電池電壓低于 LED 燈串總電壓，因此必須使用 DC Boost LED 驅(qū)動器：　　直流升壓 LED 驅(qū)動器

　　圖 5. 直流升壓 LED 驅(qū)動器
　　在該電路中，NMOS 的柵極可以很容易地從驅(qū)動器驅(qū)動，檢測電阻器以地為參考，驅(qū)動器可以直接從直流輸入供電。滿足簡單驅(qū)動程序的所有基本要求，不存在任何“反向”版本。
　　升壓拓撲通常不用于交流 LED 驅(qū)動器，因為 LED 燈串的輸出電壓通常低于交流輸入電壓。
　　降壓-升壓（逆變器）和反向降壓-升壓
　　當輸入電壓可以高于或低于輸出電壓時，可以使用降壓-升壓拓撲。根據(jù)輸入電壓的大小，它可以像降壓或升壓一樣工作，這就是它被稱為降壓-升壓的原因：　　降壓-升壓拓撲

　　圖 6a。 降壓-升壓拓撲　　反向降壓升壓拓撲

　　圖 6b。反向降壓-升壓拓撲
　　|V輸入| > |輸出電壓 |或 |輸入電壓| <|輸出電壓|
　　該電路的特殊條件是輸出電壓為負，因此也稱為逆變拓撲。事實上，輸出電壓為負在 LED 驅(qū)動器領(lǐng)域并不是一個重要問題，因為輸出 LED 串始終可以根據(jù)驅(qū)動器輸出極性進行連接。
　　對于降壓-升壓拓撲，還存在“反向”版本，即將開關(guān)從輸入電壓的正極端子移動到負極端子。
　　與降壓拓撲類似，標準版本（圖 10a）是直流 LED 驅(qū)動器的首選，但實際上并未使用它，因為它也會在檢測電阻器上產(chǎn)生負電壓，并且該負電壓應(yīng)從驅(qū)動器作為輸出反饋。對于司機來說，負面反饋很難應(yīng)對。
　　相反，“反向”版本對于交流 LED 驅(qū)動器非常有用，因為它允許在交流輸入電壓的整個周期內(nèi)生成所需的輸出電壓。交流降壓 LED 驅(qū)動器沒有顯示限制（驅(qū)動器無法驅(qū)動輸出的正弦波周期部分）：　　交流反向降壓升壓 LED 驅(qū)動器

　　圖 7. 交流反向降壓-升壓 LED 驅(qū)動器
　　對于 AC-BUCK LED 驅(qū)動器，該電路能夠進行 PFC（功率因數(shù)校正），因為感測電阻與 NMOS 串聯(lián)，并且輸入電流的反饋使得可以將平均輸入電流整形為與輸入電壓。
　　反激式
　　在反激式拓撲中，設(shè)計人員可以根據(jù)項目規(guī)格配置電路以生成高于或低于輸入電壓的輸出電壓。　　基本的 FLYBACK 拓撲可以被認為是通過用變壓器替換電感器而衍生自 Boost：

　　圖 8. 反激式拓撲
　　該電路分兩個階段工作。第一階段，開關(guān)閉合，變壓器初級繞組的電感LP充電。具有相反極性的次級繞組LS使二極管處于反向極化，在這種情況下，次級繞組中沒有任何電流流動。在第二階段，開關(guān)打開，之前存儲在變壓器中的能量必須被釋放。因此，次級繞組使二極管正向?qū)ā?br>　　輸出電壓可由開關(guān)的占空比和變壓器的匝數(shù)比 NP/NS 確定。
　　由于反激式使用變壓器，因此具有負載與輸入電氣隔離的獨特功能。這通常是交流 LED 驅(qū)動器的一個重要特性，通常需要電氣隔離：　　交流反激式 LED 驅(qū)動器

　　圖 9. 交流反激式 LED 驅(qū)動器
　　在真實的反激原理圖中，有一個與次級繞組具有相同極性的第三個繞組（稱為 AUX 繞組）。它通常是低電壓和低電流繞組，目的是在系統(tǒng)啟動后為驅(qū)動器提供電源電壓。電阻器 R STARTUP提供驅(qū)動器啟動所需的低電流，直到 AUX 繞組通電為止。