另一方面,LED 燈則是包含電子和機(jī)械零部件的一個(gè)復(fù)雜組合:LED、光擴(kuò)散板、散熱片和一個(gè)開關(guān)模式的電源 (SMPS),該電源可將 50Hz 至 60Hz 的交流電 (AC) 轉(zhuǎn)換成適合 LED 使用的恒定直流電 (DC)。無(wú)需多費(fèi)腦筋就能想到這會(huì)比白熾燈更貴 —— 而且貴得多。
當(dāng)前的挑戰(zhàn)是如何在不影響質(zhì)量的前提下降低 LED 燈具的生產(chǎn)成本。LED 組件制造商正在盡自己的一份力量。每一代新型 LED 芯片的出現(xiàn)都使 LED 的發(fā)光效率有所提高。與此同時(shí),LED 芯片的價(jià)格卻在下降。更低的功耗即可發(fā)出同樣的光量,這意味著 LED 中被轉(zhuǎn)化成熱量浪費(fèi)掉的能量減少了。次要影響是,更高效的 LED 還可降低散熱要求,減小燈具內(nèi)熱管理所需的導(dǎo)熱材料體積。更少的材料意味著更少的成本。最后是 LED 燈具電子產(chǎn)品。而今,要把電源 AC 電流轉(zhuǎn)化為 LED 所需要的恒定 DC 電流,可用 SMPS 來(lái)實(shí)現(xiàn)。常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有反激式結(jié)構(gòu)和降壓式機(jī)構(gòu)。圖 2 展示了一個(gè)簡(jiǎn)化的降壓 SMPS?;驹ǎ阂粋€(gè)整流器、能貼片電感器制造商量緩沖級(jí)器件、一個(gè)電感器、一個(gè) MOSFET 和一個(gè)由脈沖寬度調(diào)制器 (PWM) 組成的 IC。對(duì)于低功率級(jí)應(yīng)用,可將 PWM 和 MOSFET 組合成一個(gè)單一的 IC 封裝,以減小體積從而節(jié)省空間。為基于 LED 的燈具設(shè)計(jì)一個(gè)合適的 SMPS 要考慮的一些因素包括:功率因數(shù) (PF)、低總諧波失真 (THD)、低電磁干擾 (EMI) 和相位調(diào)光能力。
圖 2:AC/DC 降壓式 LED 驅(qū)動(dòng)器。
制作插件電感器廠與傳統(tǒng)墻壁調(diào)光器兼容的 LED 燈具大大增加了復(fù)雜性。在 LED 燈具出現(xiàn)及被使用之前,很少有 SMPS 需要在比其額定 AC 電壓低10% 至 20% 以上的條件下工作。但在可調(diào)光 LED 燈具中,SMPS 的工作電壓范圍則要從接近零電壓直到全電壓,并且要模仿傳統(tǒng)白熾燈所出現(xiàn)的亮度變化來(lái)工作。這些挑戰(zhàn)是許多應(yīng)用手冊(cè)、文章和會(huì)議論文的主題。但從根本上說(shuō),該問題可概括為如何用類似電阻的電子元件解決方案取代電阻式燈絲。