(2)变压器和缓冲电路通常是较主要的功率耗散组件，由于来自变压器的漏电感，因而需要缓冲电路来防止电压施压在MOSFET上，假如未注意到这两个设计方面，印刷线路板和输入EMI滤波器也可以成为显著的功率耗散来源。

总体1.32W损耗可能看起来并不是功率损耗的重要来源，但在一个低功率LED驱动器中，LED负载靠近驱动器，因而使设计发热的是总体负载功率加上驱动器损耗。热传递不会选择强制冷却气流，因而上面引用的示例必须使用能够从半导体和电气器件中高效传导8.4W功率的灯具，以便维持可靠性。假如散热解决方案不能够平衡这一功率并保持元件低温，那么，使用电解电容器会减少设计的平均无故障工作时间(MTTF)。

中等功率解决方案仍然要求小体积设计和功率因数校正。在该功率范围内效率和可靠性仍然是重要的设计制约。可使用的良好拓扑是单级功率因数校正反激拓扑，如图4所示。

                    图4.单级PFC反激转换器

单级设计减少了元件数目并且无需输入大体积电容器，不仅节省了设计空间，而且也降低了成本。用于功率因数校正控制的反激，使用了次级反馈。采用这些中等功率反激拓扑设计，可实现高达84%的效率。因为拓扑采用反激方式，在该LED驱动器设计中，变压器和缓冲电路仍然是主要的功耗损耗来源。在中等功率范围中，较高的功率水平增加了缓冲电路的功率损耗，因为缓冲电路损耗与变压器漏电感和MOSFET中峰值电流平方的乘积成比例。在该中等功率设计中，变压器的尺寸正在增加，而且MOSFET中的峰值电流也在增加。

大功率解决方案关注最佳的效率和可靠性，合理的成本以及较少的BOM数目。推荐使用两级式LED驱动器。第一级用于功率因数校正，随后是DC-DC转换级来调节恒定电流输出。第一级可以采用与中等功率范围单级PFC反激转换器设计相同的控制器。为了在该两级方法中减少元件数目，在第一级上，控制器集成了一些元件和特性。

这里推荐两种次级DC-DC转换器选择：准谐振反激，用于低于100W的应用，或者LLC拓扑，用于高于100W的应用。反激方案可以达到合理的效率，相对于LLC拓扑选择，它是不太复杂的拓扑。通过降低导通开启时的电容电压，QR拓扑减少了与MOSFET输出电容相关的开关损耗。QR拓扑MOSFET软开关也减少了EMI。然而，对于LLC拓扑，较好的效率归功于MOSFET的零电压开关(zero voltage switching)，而且可以使用小型保持(holdup)电容器。在该两级方法中可以实现高达92%的效率。图5和图6显示了QR和LLC拓扑。请注意图6中的LLC电路使用了变压器的漏电感和磁化电感以建立LLC谐振电路。

                  图5 两级PFC + QR反激示例

                 图6 两级PFC + LLC示例

大功率应用通常使用多串LED。图6显示了使用次级控制器来平衡通过不同LED串负载的电流。

结论

本文针对三种不同功率范围的离线LED驱动器应用，推荐了不同的拓扑。根据不断增加的LED负载功率水平，提出了降压转换器、PFC单级反激，以及两级PFC反激，并随后提出了QR反激或LLC方案。每种推荐的拓扑方案都基于安装LED驱动器的可用设计空间、效率要求、可靠性、成本和设计复杂性等考虑，能够最好地满足上述限制条件。