設計最佳的DC/DC LED驅動器可以提高室內和室外照明應用的調光性能，顯色性和一致性，解決與色彩和亮度控制相關的一些挑戰。

大多數LED驅動器供應商都認為，一旦選擇LED，LED照明設計師需要知道的四個關鍵規格 - 輸入電壓范圍，LED串的輸出電壓，電流和調光選項 - 以縮小列表范圍應用的最佳LED驅動器。

需要關注的其他領域包括調光性能，顯色指數（CRI）和效率。例如，對于零售照明，顏色亮度和呈現真實顏色可能更重要;在使用多個相同燈具的高端應用中，色彩一致性通常是首要任務。

同時，照明設計師必須牢記幾個潛在的設計限制 - 成本，尺寸，和熱問題 - 取決于他們的應用。例如，在高性能，高端應用中，成本限制可能不是問題。因此，在為工作確定合適的LED驅動器時，請記住最終應用。

此外，照明設計師對電力系統的了解將在選擇中發揮作用。許多LED供應商提供的驅動器產品組合從簡單易用（相對而言）到更復雜的設備，其中包含功能專家可以使用的特性和功能。它們還提供了大量的設計工具和計算器供駕駛員選擇。

那么你從哪里開始呢？一旦系統規格已知，包括系統所需的每瓦特流明和每瓦LED的流明，設計人員需要知道輸入電壓范圍，輸出電壓（LED串的最小/最大值），LED串電流，以及如何調暗它; PWM或比率。

德州儀器照明電源產品營銷經理John Perry分享了他在提出驅動解決方案之前最初要求照明設計師提出的一些關鍵問題：

LED驅動電路的輸入電源電壓范圍是多少？示例：48 VDC，60 VDC，120 VAC

什么是LED負載配置和特性（串聯，并聯，串并聯）？什么是最小/最大LED串電壓？什么是所需的最大LED驅動電流？）

是否需要調光？如果是這樣，通過什么方式：模擬，PWM，組合，其他？

什么（如果有的話）是故障檢測，保護和報告要求？

目標是將客戶的需求與最佳的驅動解決方案相匹配。其他考慮因素包括圍繞成本，尺寸，熱量和效率的設計限制。就尺寸而言，設計人員可以看到的一件事是具有集成MOSFET的LED驅動器，如果他們正在處理低功耗系統。這也可以節省成本。

“當您集成MOSFET時，功率最大值。只要您的規格不超過功率限制，您就會非常好，“英飛凌科技北美區照明區域部門營銷經理Brandon Cartwright說。 “然而，你無法控制的一件事就是MOSFET內部是什么。外部MOSFET具有更大的靈活性，因此您可以擴展它以獲得更高的功率，并且通常可以獲得更高的效率。“

只要有可能，凌力爾特公司建議使用功率器件內部的單片器件。凌力爾特公司的LED驅動產品設計經理Bryan Legates表示，這通常意味著照明設計師需要選擇兩個較少的組件。

“如果你曾試圖尋找功率MOSFET，那就太過分了，所以如果功率水平足夠低我們總是建議他們首先嘗試使用單片設備進行設計。但是在50,60或100瓦，甚至高達200或300瓦的更高功率水平下，您最終不得不選擇外部FET，因為您無法在同一IC上執行此類功率。你必須把熱量散開，“Legates補充道。”

另一種降低成本的方法有時需要對設計進行簡單的改變，Legates表示。 “如果他們愿意進行簡單的改變，例如通過一個LED減少設計，添加LED或改變電流，他們實際上可以獲得更具成本效益的解決方案。”

他解釋說：“保持考慮到許多客戶希望為LED輸出做24伏輸入和24伏電壓。如果您希望輸入和輸出相同，則可以保證您將使用最昂貴的DC-DC轉換器。一旦他們開始沿著這條路走下去，我們就會問他們是否愿意對LED燈串進行一些小的改動，而且很多時候都會這樣做，這樣就可以節省一兩美元的所有元件。“

大多數LED - 司機制造商正試圖讓照明設計師更容易，他們經常要處理整個系統的盒子設計。 Legates表示，從歷史上看，照明一直專注于機械方面 - 視覺和建筑方面的光線如何。 “他們實際上只是插入一個燈泡，現在他們被要求了解DC-DC轉換器，EMI和PCB板，所有這些他們從未處理過的事情。因此，對于他們中的許多人來說，這非常符合他們的要素，因此這就是服務和專業知識的用武之地。“

易于設計的設備的一個例子是英飛凌的ILD6070 DC/DC LED驅動器靈活的調光選項。數據表提供了一個表格指南，用于選擇與器件配合使用的正確電感和電阻。此外，它具有很高的可擴展性，可以處理一到十八個串聯的LED。它還具有98％的超高效率，并且由于其更高的頻率操作而成為小尺寸解決方案，因此可以使用更小的電感器。它還具有+/- 3％的高輸出電流精度和高達3000：1的對比度。

ILD6070的另一個關鍵特性是其先進的熱控制。 Cartwright說，它通過一個電阻器可以很容易地設置過熱保護。熱控制可以減少光輸出，而不是關閉整個系統，因此它可以在保持燈光的同時保護系統。當然，如果它繼續變熱，它將根據電阻器編程的溫度曲線關閉。

許多供應商使用片內熱控制，但他們正在進行簡單的關機，Cartwright說。 “如果它變得太熱，它會關閉。”

一些芯片可以減少光線，但他們必須使用外部熱敏電阻或NTC來實現，他補充道。相比之下，ILD6070具有內部NTC，因此不會增加外部成本，并且可以使解決方案尺寸變小。

ILD6070的姊妹設備是ILD6150開關模式DC/DC LED驅動器。除輸出電流外，ILD6150和ILD6070基本相同。 Cartwright表示，6150最大輸出為1.5安培，6070最大輸出為700 mA，因此價格會便宜一些。評估板可用于ILD6150（EVALLED-ILD6150，圖1）和ILD6070（EVALLED-ILD6070）。

圖1：演示板英飛凌的60 V LED驅動器ILD6150可用于評估。 ILD6150具有+/- 3％的高輸出電流精度，可提高色彩一致性。 （由英飛凌提供）

調光和色彩控制

隨著LED比傳統熒光燈和HID解決方案更高標準，調光性能變得越來越重要，并且是大多數照明設計師關注的問題，英飛凌的Cartwright表示。

“我們還對色彩控制提出了很多要求，這意味著可調光，有時還有3或4通道控制。這里的微控制器與驅動器的精度一起發揮很大作用，因為光與通過LED的電流直接相關。因此對電流的嚴格監管非常重要，“Cartwright說。”對于色彩控制或準確性，如果人們正在混合冷卻和溫暖的LED，例如，為了給用戶提供可調節的色溫，驅動器輸出的性能非常關鍵。為了獲得每種顏色的精確流明輸出，您通常使用微控制器（MCU），MCU也可以進行直流到直流電源轉換以及所需的任何通信，“他說。” >

例如，英飛凌的XMC1200評估套件專為LED照明而開發。該公司的即插即用DAVE工具是一個免費的代碼生成開發平臺，它將完成設計所需的所有計算。英飛凌推薦這款基于ARM的MCU用于大多數需要混色的低成本入門級照明應用。

對于高端應用，Linear的LT3744降壓LED驅動器（其前身是LT3743）提供0到100％的調光和三種開啟狀態，以及關閉狀態，以實現更好的色彩混合，從而獲得真實的色彩（圖2）。 Linear的Legates表示，最大的優勢在于需要真正色彩表現的高端應用，但他指出它需要大量校準。

圖2：凌力爾特公司的LT3744降壓型LED驅動器為混色應用提供4態控制。它還可在不到2微秒的時間內在兩個穩定的LED電流之間實現快速轉換，從而在RGB應用中實現更準確的色彩混合。 （由Linear Technology提供）

其他主要功能包括高達3000：1 PWM調光，20：1模擬調光，電壓和電流調節精度為+/- 3％，以及3.3 V至36 V輸入電壓范圍。 LT3744可以驅動多達40個LED。

“如果你做錯誤的PWM調光，它會在你從0調到100％時改變LED的顏色，”Legates說。 “LED變暗的方式會影響LED的顏色和LED的光線質量。使用LED驅動器，我們總是考慮感知和可見光。他們不想看到閃爍。如果你連續打了十幾個，你會希望它們看起來都一樣。其中一個挑戰是使所有內容都可重復，并且在光線顏色和亮度方面都保持一致。“

德州儀器采用與TPS92512 LED驅動器不同的調光方法（圖3）。它具有兩個獨立的控制引腳，用于調光（PWM和模擬）。 “當你有獨立控制時，你有很大的靈活性，就總對比度和光輸出而言，你可以從最大亮度幾乎降到零。兩者之間的步數更大，“TI的佩里說。

圖3：德州儀器（TI）的TPS92512 LED驅動器集成了MOSFET，提供兩路輸入 - 模擬和PWM調光 - 實現完全調光靈活性。模擬調整可用于校準和/或熱折返保護。 （由德州儀器公司提供）

“如果平均一個性能良好的降壓LED驅動器可以通過PWM實現500：1的調光比，并且模擬調光可以達到10：1到20：1，它就變成了乘數與使用這兩個控件的選項。因此，如果您有500：1和10：1，如果您能夠使用它們，則可以達到5000：1的對比度，“Perry解釋道。

除了PWM和模擬調光之外，TPS92512的主要規格包括高達95％的轉換效率，在所有工作溫度下最大輸出電流精度為+/- 5％，以及集成的200毫歐高側MOSFET。輸入電壓范圍為4.5至42伏，開關頻率范圍為100 kHz至2 MHz。也可以使用TPS92512的評估板。