Struktura topologie napájecího zdroje LED ovladače
V aplikacích LED osvětlení využívajících zdroj AC-DC obsahuje konstrukční modul přeměny energie diskrétní součástky, jako jsou diody, spínací tranzistory (FET), induktory, kondenzátory a rezistory, které plní své příslušné funkce, zatímco regulátory pulzní šířkové modulace (pWM) se používají k řízení přeměny energie. Izolovaná konverze AC-DC napájení s transformátory obvykle přidávanými do obvodu zahrnuje topologické struktury jako flyback, forward a poloviční můstek, jak je znázorněno na obrázku 1. Flyback topologie je standardní volbou pro aplikace se středním až nízkým výkonem s výkonem nižším než 30W, zatímco polomůstková konstrukce je nejvhodnější pro zajištění vyšší energetické účinnosti/hustoty výkonu. Pokud jde o transformátor v izolační struktuře, jeho velikost souvisí s frekvencí spínání a většina ovladačů LED izolačního typu v zásadě používá "elektronické" transformátory.
V aplikacích LED osvětlení využívajících zdroj DC-DC mohou být použity způsoby napájení LED, jako odporový typ, lineární regulátor napětí a regulátor spínacího napětí. Základní aplikační diagram je znázorněn na obrázku 2. V režimu pohonu odporového typu lze dopředný proud LED ovládat nastavením odporu detekce proudu v sérii s LED. Tento režim pohonu se snadno navrhuje, má nízkou cenu a nemá problém s elektromagnetickou kompatibilitou (EMC). Nevýhodou je, že závisí na napětí, potřebuje stínit LED a má nízkou energetickou účinnost. Lineární regulátory napětí se také snadno navrhují a nemají žádné problémy s EMC. Podporují také proudovou stabilizaci a nadproudovou ochranu (foldback) a poskytují externí nastavení proudu. Mezi jejich nedostatky však patří ztrátový výkon a potřeba, aby vstupní napětí bylo vždy vyšší než propustné napětí, s nízkou energetickou účinností. Regulátor spínače nepřetržitě řídí otevírání a zavírání spínače (FET) prostřednictvím řídicího modulu pWM, čímž řídí tok proudu.
Spínané regulátory napětí mají vyšší energetickou účinnost, jsou nezávislé na napětí a mohou ovládat jas. Mezi jejich nedostatky však patří relativně vysoká cena, vyšší složitost a problémy s elektromagnetickým rušením (EMI). Mezi běžné topologické struktury spínacích regulátorů LEDDC-DC patří buck, boost, buck boost nebo jednokoncové primární indukční konvertory (SEpIC). Když je minimální vstupní napětí za všech pracovních podmínek vyšší než maximální napětí řetězce LED, je přijata struktura snižování, jako je použití 24 V stejnosměrného proudu k buzení 6 sériově zapojených LED; Naopak, když je maximální vstupní napětí nižší než minimální výstupní napětí za všech pracovních podmínek, je přijata zesilovací struktura, jako je použití 12V stejnosměrného proudu k buzení 6 sériově zapojených LED; Pokud se rozsah vstupního napětí a výstupního napětí překrývá, lze použít postupné zesílení nebo strukturu SEpIC, jako je použití 12Vdc nebo 12Vac k buzení čtyř sériově zapojených LED. Tato struktura má však nejméně ideální náklady a energetickou účinnost.
Použití střídavého proudu k přímému napájení LED také v posledních letech zaznamenalo určitý pokrok. V této struktuře jsou LED řetězce uspořádány v opačných směrech, pracují v polovičním cyklu a LED vede pouze tehdy, když je síťové napětí větší než propustné napětí. Tato struktura má své výhody, jako je zamezení ztrátám energie způsobeným konverzí AC-DC. V této struktuře však LED spíná na nízkých frekvencích, takže lidské oči mohou zaznamenat jevy blikání. Kromě toho je třeba do tohoto návrhu přidat ochranná opatření LED, aby byl chráněn před nárazy vedení nebo přechodovými jevy.
