我們介紹了 LED 的工作原理以及它們在 LED 燈設計中的應用。我們展示了直流和交流 LED 驅動器之間的差異以及設計師通常考慮的主要因素。
　　本文介紹了應用最為廣泛的 LED 驅動器拓撲，并詳細介紹了每種拓撲。最后的比較表總結了所分析拓撲之間的差異，并考慮到了第一篇文章中已經(jīng)介紹的主要設計因素。
　　降壓和反向降壓　　BUCK 拓撲結構最簡單。它產(chǎn)生的輸出電壓低于輸入電壓，也可以設計成“反向”版本：

　　BUCK拓撲
　　圖 1a. BUCK 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 中的電路對于采用直流電壓源（通常是電池）的 LED 驅動器非常流行。下圖顯示了采用直流電源的典型降壓 LED 驅動器電路：

　　圖 2. DC-BUCK LED 驅動器
　　驅動器由輸入電壓供電并驅動 PMOS。與 LED 負載串聯(lián)的檢測電阻產(chǎn)生與負載電流成比例的電壓 VFB，該電壓用于向驅動器提供電流反饋。驅動 PMOS 的柵極以獲得 LED 負載所需的電流。
　　在此電路中，檢測電阻以地為參考，使得從驅動器測量電流反饋變得簡單。PMOS
　　的源極端子直接連接到 VIN，因此很容易驅動柵極在 GND 和 VIN 之間切換。
　　在交流應用中，輸入電壓較高，因此在開關周期內，PMOS 的柵極無法驅動至 GND，因為 VSG 會非常高，遠高于 MOSFET 的最大額定值（典型值 20V）。
　　因此，最好使用圖 1b 中的電路，即反向降壓電路，該電路由降壓電路衍生而來，只需將開關從輸入的正極移至負極即可。這樣，可以使用 NMOS，其柵極可以由接地參考電路驅動，如下所示：　　AC-REVERSE-BUCK LED 驅動器

　　圖 3. AC-REVERSE-BUCK LED 驅動器
　　驅動器通過整流器從橋輸出獲取電源，因此其 VDD 幾乎為直流。它驅動 NMOS 的柵極，在此拓撲中，檢測電阻器放置在 NMOS 的源極端子上，因此它仍以地為參考。
　　值得注意的是，由于檢測電阻與 NMOS 串聯(lián)，因此在此電路中反饋的是輸入電流，而不是 LED 電流。這會導致光通量調節(jié)效果變差，但可以驅動 NMOS，以便將平均輸入電流整形為與輸入電壓同相，從而獲得高 PF（功率因數(shù)）。
　　AC-REVERSE-BUCK LED 驅動器的一個缺點是，考慮到橋輸出端的電壓在每個周期內都會降至 0V，這種拓撲結構僅在 V IN >V OUT時才有效，因此在輸入正弦波的某些部分，AC-REVERSE-BUCK 驅動器無法驅動輸出 LED 燈串。為了最大限度地減少這種影響，通常使用 REVERSE-BUCK 來驅動電壓 <50V 的 LED 燈串，因此 LED 未驅動的正弦波部分可以忽略不計。
　　促進
　　升壓拓撲產(chǎn)生高于輸入電壓的輸出電壓：　　BOOST 拓撲

　　圖 4. 升壓拓撲
　　|輸入 電壓| < |輸出電壓|
　　這種拓撲通常用于從單個電池（即鋰離子電池 3.7V）為多個 LED 燈串供電。電池電壓低于 LED 燈串總電壓，因此必須使用 DC Boost LED 驅動器：　　DC-BOOST LED 驅動器

　　圖 5. DC-Boost LED 驅動器
　　在此電路中，NMOS 的柵極可輕松由驅動器驅動，感測電阻以地為參考，驅動器可直接由直流輸入供電。滿足了簡單驅動器的所有基本要求，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，使用降壓-升壓拓撲。它能夠根據(jù)輸入電壓的大小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 IN | > | V OUT  | 或 | V IN | < | V OUT |
　　該電路有一個特殊情況，即輸出電壓為負，因此也稱為逆變器拓撲。輸出電壓為負這一事實在 LED 驅動器領域并不是什么重要問題，因為輸出 LED 串始終可以按照驅動器輸出極性進行連接。
　　對于降壓-升壓拓撲結構，也存在“反向”版本，即將開關從輸入電壓的正極移至負極。
　　與降壓拓撲類似，標準版本（圖 10a）是直流 LED 驅動器的首選，但在實踐中，它并不被使用，因為它也會在檢測電阻上產(chǎn)生負電壓，并且該負電壓應從驅動器讀取作為輸出反饋。對于驅動器來說，使用負反饋會很困難。
　　相反，“反向”版本對于交流 LED 驅動器非常有用，因為它允許在交流輸入電壓的整個周期內生成所需的輸出電壓。交流降壓 LED 驅動器沒有顯示的限制（正弦波周期中驅動器無法驅動輸出的部分）：　　交流-反向-降壓-升壓 LED 驅動器

　　圖 7. 交流反向降壓升壓 LED 驅動器
　　對于 AC-BUCK LED 驅動器，該電路能夠實現(xiàn) PFC（功率因數(shù)校正），因為傳感電阻與 NMOS 串聯(lián)，并且輸入電流的反饋使得能夠使平均輸入電流與輸入電壓同相。
　　飛回來
　　在反激式拓撲結構中，設計人員可以根據(jù)項目規(guī)格配置電路以產(chǎn)生高于或低于輸入電壓的輸出電壓。　　基本的反激式拓撲可以看作是從升壓拓撲衍生而來，通過用變壓器代替電感器：

　　圖 8.反激式拓撲
　　該電路分兩個階段工作。在第一階段，開關閉合，變壓器初級繞組的電感LP充電。次級繞組LS具有相反的極性，使二極管處于反向極化狀態(tài)，在這種情況下，次級繞組中沒有任何電流流動。在第二階段，開關打開，必須釋放變壓器中先前存儲的能量。因此，次級繞組使二極管處于正向傳導狀態(tài)。
　　輸出電壓可由開關的占空比和變壓器的匝數(shù)比NP/NS決定。
　　由于反激式轉換器使用變壓器，因此它具有負載與輸入電氣隔離的獨特特性。這通常是交流 LED 驅動器的一個重要特性，因為通常需要電氣隔離：　　AC-FLYBACK LED 驅動器

　　圖 9. 交流反激式 LED 驅動器
　　在實際的反激式原理圖中，有一個第三繞組（稱為 AUX 繞組），其極性與次級繞組相同。它通常是低壓和低電流繞組，目的是在系統(tǒng)啟動后為驅動器提供電源電壓。電阻器 R STARTUP提供驅動器啟動所需的低電流，直到 AUX 繞組通電。
　　此外，反激式還可以使 PFC 像前面說明的交流 LED 驅動器一樣。