导入数位电源控制技术的专用LED照明驱动器

　　要让LED能在稳定条件下亮灯并进行调光，LED驱动积体电路(IC)是不可或缺的，且最理想的LED驱动IC必须能够适用于各种功率、调光方式及电源等。

　　LED驱动IC执掌定电流控制

　　为因应此一市场需求，LED照明专用驱动IC要让LED在固定亮度的条件下亮灯，就必须具备可定电流控制的能力。一般来说，如要利用交流电(AC)电源进行定电流控制，通常会采用降压型切换式稳压器方式(图1)。

　　图1 一般的照明专用电源模组

　　传统方式会造成输入电压/输出电压变化过大，且依应用条件不同，有可能还须重新设计电源模组。当输入电压变化过大时，交流电电压的频率如全波整流后的100～120Hz，会导致输入电压出现涟波，此时，LED的亮度将会变得非常不稳定。若要让输入电压稳定，势必要在电源模组设计上加上一些不同的巧思。当输入电压的变化愈大，就须根据光源的输出电压或LED颗数，改变外接零件的常数，但却也同时造成电源模组的样式增加，耗费设计工时(图2)。此外，由于LED的顺向电压(Vf)不稳定，因此照明灯具之间可能会出现亮度差异的情形。

　　图2 输入电压的特性

　　切换式稳压器利用切换时的开关(On/Off)时间比来控制LED电流值。一般传统所采用的控制方法是利用线圈的峰值电流来决定切换ON的时间。此一方法会因为输入/输出电压的改变而让线圈电流的斜率发生变化，结果导致LED电流也跟着改变(图3)。

　　图3 峰值检测控制的LED电流波形

　　要解决此一问题，就须利用LED电流平均值，而非峰值电流来控制LED电流(平均电流控制法)。但透过一般所采用的类比电源控制，不但不易进行平均电流控制法，而且还可能会造成外接零件的增加。先进的LED照明专用驱动IC若运用数位电源控制法，则不须要增加外接零件，只要检测线圈电流，即可解决前述问题(图4)。

　　图4 附有Triac调光的LED照明用驱动IC

　　运用数位电源控制法后，无论输入/输出电压值为何，皆可达成控制LED电流平均值的目标。此种方法就是将线圈电流取样(A/D转换)并进行数位化，然后根据取样资料，运算峰值电流值，以便让LED电流的平均电流达成稳定的目标。接着，再将演算结果进行D/A转换，并反馈至用来检测峰值电流的比较器中(图5)。

　　图5 平均值控制的LED电流波形

　　以切换式电源来说，虽然业界对于数位电源控制的关注程度愈来愈高，但一般均会使用数位讯号处理器(DSP)，因此仍然存在着电路过于庞大而导致成本高、耗电量过大等问题，因此要运用在LED小型照明上仍十分不易。而专用的逻辑IC，以照明为重点功能，并且排除数位电源控制电路/耗电量增大的缺点。

　　除平均电流控制功能外，调光功能也是数位电源控制的特征。先进的LED照明专用驱动IC支援双向矽控整流器调光、PWM调光、线性调光等三种调光方式，适用于各种配备调光功能的照明灯具。