LED照明設計如何實現高能效低功耗

我們大多數人都希望自己的努力能得到回報，而還有些人可能更希望不勞而獲。這兩種情況很少同時發生，但LED照明卻有可能實現此。眾所周知，LED功耗低，這意味著從幾乎任何其他形式的照明轉向LED都將省錢，而無任何代價。它的‘附加’特點是，因為您用更少的能量來點亮您的家或辦公室，也會對環境有所幫助。

從消費者的角度來看，LED提供了有益于環境和省錢的回報，如果您從另一個角度看，這就像不勞而獲（不包括初始支出）。但真的這么簡單嗎？理論上應該是，但現實情況是您節省的可能會有所不同，這取決于您的LED將交流轉換成直流有多高能效。這不是消費者通常會查看的東西，我們可以認為，市場還不成熟，不太關注于此。但實際上，這只是在給未來制造問題。

高能效功耗低的LED照明設計

當然，立法規定，LED和任何其他形式的照明一樣，必須遵守某些功率因數校正（PFC）規格。此外，總諧波失真（THD）正越來越重要。制造商需要開發滿足地區強制要求的方案，但這些方案滿足這些要求的程度將決定消費者可預期的節省的總功耗。為了使制造商在多個地區開展業務更加困難，這些規范在世界各地并不一致。在一個地區可以容許的可能在另一個地區是不兼容的，這意味著原始設備制造商（OEM）要么需要開發多個特定區域的方案，要么需要標準化一個符合多個規范的方案。

在沒有一個“萬能的”方案的情況下，OEM可能會選擇提供針對每個地區優化的不同設計，或者干脆放棄某些市場。這兩個選擇都不是理想的，因為第一個選擇會帶來更復雜的構建和物料單（BOM），而第二個選擇會關閉潛在的有價值的銷售渠道。制造商真正需要的是提供一種方案來滿足多個地區的要求，同時不對其核心市場構成相應的成本劣勢。事實上，我們幾乎可以說，他們希望努力就能有所獲，同時不付出代價就有所獲。

有許多應用于LED的電源拓撲，一些比另一些好。同時，這可能表明市場仍然相對不成熟，沒有一個萬能的方案。例如，對于需要適合現有燈泡內占位的方案，尺寸和散熱至關重要。在這些相對較低功率的應用（低于100 W）中，單級轉換器就足夠了，首選的方案是初級端整流（PSR），因為它支持使用較小的繞線器件。我們的目標是使一個完整的方案，包括電源整流、轉換、調節和LED，符合傳統燈泡般大小的尺寸。這意味著更換的LED可以直接插入現有的照明燈具，無需任何進一步的修改，給消費者盡可能最好的用戶體驗。

真正的挑戰來自選擇適合的轉換器，提供高能效和符合多個地區要求的PFC和THD。大多數針對100 W以下應用領域的轉換器使用非連續導通模式（DCM），這種模式可提供良好的THD，但通常以相對較大的變壓器為代價。NCL3038x系列單級PSR反激式降壓/升壓轉換器，使用臨界導通模式（CrM），正在改變OEM對于LED驅動器設計的方式。

事實上，該轉換器結合三種模式：負載超過80%時使用CrM，負載低于80%時使用谷底模式，負載極低時（如待機模式）使用頻率返走。這使得PFC超過0.95，THD小于10%，使得一種設計適用于多個市場。

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