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圖1當中給出的表格是LED驅動拓撲選擇的參考，這里列出的是比較常用的幾個，黑色的圓點表示在此種情況下應該選擇哪種拓撲結構。如果只是使用較為簡易的電阻器或線性穩壓器來驅動LED的話，也是可以的。但是此類方法通常會浪費過多功率。所有相關的設計參數包括輸入電壓范圍、驅動的LED數量、LED電流、隔離、EMI抑制以及效率。大多數的LED驅動電路都屬于下列拓撲類型：降壓型、升壓型、降壓-升壓型、SEPIC 和反激式拓撲。

在圖2當中給出了三種較為基本的拓撲，前兩個為BUCK型，最后一個為BOOST型。第一個示意圖所顯示的降壓穩壓器適用于輸出電壓總體小于輸入電壓的情形。在圖2中，降壓穩壓器會通過改變MOSFET的開啟時間來控制電流進入LED。電流感應可通過測量電阻器兩端的電壓獲得，其中該電阻器應與LED串聯。對該方法來說，重要的設計難題是如何驅動MOSFET。從性價比的角度來說，推薦使用需要浮動柵極驅動的N通道場效應晶體管(FET)。這需要一個驅動變壓器或浮動驅動電路(其可用于維持內部電壓高于輸入電壓)。
相信稍有基礎的人都能看出來，圖2當中的第二個電路為備選的降壓穩壓器，其中的MOSFET對接地進行驅動，從而大大降低了驅動電路要求。該電路可選擇通過監測FET電流或與LED串聯的電流感應電阻來感應 LED電流。后者需要一個電平移位電路來獲得電源接地的信息，但這會使簡單的設計復雜化。

另外，圖2中還顯示了一個升壓轉換器，該轉換器可在輸出電壓總是大于輸入電壓時使用。由于MOSFET對接地進行驅動并且電流感應電阻也采用接地參考，因此此類拓撲設計起來就很容易。該電路的一個不足之處是在短路期間，通過電感器的電流會毫無限制。但是可以通過保險絲或電子斷路器的形式來增加故障保護。此外，某些更為復雜的拓撲也可提供此類保護。

圖3當中的電路一般在輸出電壓和輸入電壓較為不穩定，呈現時高時低時使用。兩者具有相同的折衷特性(其中折衷可在有關電流感應電阻，以及柵極驅動位置的兩個降壓型拓撲中顯現)。圖3中的降壓-升壓型拓撲顯示了一個接地參考的柵極驅動。它需要一個電平移位的電流感應信號，但是該反向降壓-升壓型電路具有一個接地參考的電流感應和電平移位的柵極驅動。如果控制IC與負輸出有關，并且電流感應電阻和LED 可交換，那么該反向降壓-升壓型電路就能以非常有用的方式進行配置。適當的控制IC，就能直接測量輸出電流，并且MOSFET也可被直接驅動。
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但是這種方法存在一定的缺陷，就是電流會比較高。如，輸出電壓和輸入電壓相同時，電感和電源開關電流則為輸出電流的兩倍。這會對效率和功耗產生負面的影響。在許多情況下，圖7中的“降壓或升壓型”拓撲將緩和這些問題。在該電路中，降壓功率級之后是一個升壓。如果輸入電壓高于輸出電壓，則在升壓級剛好通電時，降壓級會進行電壓調節。如果輸入電壓小于輸出電壓，則升壓級會進行調節而降壓級則通電。通常要為升壓和降壓操作預留一些重疊，因此從一個模型轉到另一模型時就不存在靜帶。

當然該電路也是有優點存在的，就是當輸出和輸入的電壓對等時，開關和電感器電流也近乎等同于輸出電流。電感紋波電流也趨向于變小。即使該電路中有四個電源開關，通常效率也會得到顯著的提高，在電池應用中這一點至關重要。圖4中還顯示了 SEPIC 拓撲，此類拓撲要求較少的 FET，但需要更多的無源組件。其好處是簡單的接地參考 FET 驅動器和控制電路。此外，可將雙電感組合到單一的耦合電感中，從而節省空間和成本。但是像降壓-升壓拓撲一樣，它具有比“降壓或升壓”和脈動輸出電流更高的開關電流，這就要求電容器可通過更大的 RMS 電流。

當然，在考慮效率的基礎上，所有的效率就都應出于對安全的考慮，一般來說都會規定在離線電壓和輸出電壓之間使用隔離。在此應用中，最具性價比的解決方案是反激式轉換器(請參見圖5)。它要求所有隔離拓撲的組件數最少。變壓器匝比可設計為降壓、升壓或降壓-升壓輸出電壓，這樣就提供了極大的設計靈活性。 但其缺點是電源變壓器通常為定制組件。此外，在 FET以及輸入和輸出電容器中存在很高的組件應力。在穩定照明應用中，可通過使用一個“慢速”反饋控制環路(可調節與輸入電壓同相的LED電流)來實現功率因數校正(PFC)功能。通過調節所需的平均LED電流以及與輸入電壓同相的輸入電流，即可獲得較高的功率因數。

現如今，很多的應用中都開始使用LED，而LED則要使用相應的拓撲結構來進行配合 。一般來說，決定使用哪個LED拓撲結構的，通常是輸入電壓、輸出電壓和隔離需求等因素。在輸出輸入電壓不穩定的情況下，使用降壓或著升壓的方法來應對是正確的選擇。但是當輸入輸出電壓處于較為穩定的情況下時，選擇機會變得比較困難。

總結

本篇文章詳細介紹了幾種常用的LED拓撲結構，針對輸入電壓、輸出電壓、隔離等方面做出了分析。希望在閱讀完本篇文章之后，能夠對這方面的知識有所積累。

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