不同的LED拓扑解析

相信大家对LED并不陌生，在生活中处处可见的LED，为我们的黑夜带来光明，对于LED供电的拓扑选择，在选择之前一定要对设计目的进行明确，如果缺少这一过程，一定会对最后的设计方案造成一定程度的影响，无法得到满意的结果。

因此在设计LED照明电路之前一定要明确自己想要什么样的拓扑，在本文中，小编将为大家介绍四种在LED供电当中经常使用的四种拓扑结构。感兴趣的朋友快来看一看吧。首先需要从了解转换器的最小及最大输出电压入手。这只是将所有LED正向压降与传感电阻器电压相加的总数。可根据转换器输入电压范围确定输出电压是否始终保持较大值、较小值或者介于这两者之间。

图1

图1为LED供电的四种常用拓扑，下面就来对这四种拓扑进行介绍。

升压

顾名思义，升压转换器输出总是大于其输入电压，而且通常是以上所示转换器中效率最高的。优势包括钳位FET电压(其可最大限度地降低振动声和噪声)和低输入纹波电流(支持小型输入电容器)等。缺点是在电感器、FET和二极管中的电流较高(高于输出)、在FET中可能因高电压开关和较大电流而产生更大的损耗，以及输出电容器中的脉动电流。如果输出电流远远小于1A，那么这些缺点通常就微不足道了。

降压

在通过较高输入电压驱动少量LED时，应选用降压转换器。它通常能够以最小的整体封装尺寸实现极高的效率。优势包括组件应力强度为小于等于Vin最大值和小于等于Iout值，以及低输出纹波电流(支持小型输出电容器)等。不足之处在于具有脉动输入电流，并可能在FET开关电压下出现振动声。一种不错的做法是将输出电容器与LED并联(而非接地)，以简化控制环路。

反相升降压

反相升降压是一种“介于这两者之间”的拓扑选项，意思是转换器可用作降压或升压。即便输出为负，LED其实也不在乎，不必因此而停下来。由于控制器参考的是–Vout，因此电流感应电阻器反馈的连接类似于标准降压拓扑。事实上，一般很难发现它与降压拓扑之间的区别，原因是很多连接都是相同的，但电路工作不同。其优势包括既使用降压(或同步降压)控制器，还能获得降压-升压功能!缺点是较低的效率、较大的电流强度(类似于升压拓扑)、而且如果需要获得控制器启用，还需要进行电平转换。

SEPIC

单端初级电感转换器 (SEPIC) 是一款非反相升降压拓扑。电感器既可耦合(就像变压器一样)，也可完全分立。优势包括类似于升压转换器的钳位开关工作(是低噪声、高开关频率的理想选择)和低输入纹波电流(适用于小型输入电容器)等。缺点是组件用量最多、效率较低、电流应力最高、而且其复杂控制环路最难理解(但在较低带宽下使用一般不成问题)。以上四种拓扑在LED供电电路中较为常见。升压效率最高，降压能在较小的封装基础上产生最大的效率，反向升降压较为灵活，能使用在不同的电路中。SEPIC与反向升降压类似，但效率却较低，需要在较低的带宽下使用。

每种拓扑结构都有其自身的优势，大家可以根据不同需求来进行选择。相信在未来的科学技术更加发达的时候，LED会以更加多种类的方式为我们的生活带来更大的方便，这就需要我们的科研人员更加努力学习知识，这样才能为科技的发展贡献自己的力量。