LED照明的電源解決方案

　　隨著時代的進步與生活機能的提升，現代社會對照明的要求已不再只是追求光亮，新世代照明觀念已進入節能(Energy Saving)、環保(Environment)、人因(Ergonomics)與計算機化(Computerization)、與精致化(Compactness)的階段。新世代照明的產品最受注意者為發光二極管（Light Emitting Diode, LED）半導體照明，便是符合上述的要求。

　　LED具有低耗能、高壽命之優點，因此許多特殊應用均會采用LED當作其發光源；然而因為LED所須之電源為直流、低電壓，故傳統上用以推動鎢絲燈泡或日光燈之電源并不適合直接推動LED燈具。

　　而傳統的定電壓轉換器必須經過修改后，才能適用于推動LED燈具；電路修改需考量定電流輸出、能源轉換效率、功率因素(power factor)等，均將考驗電子電路的設計技術。本文將介紹目前市面上最常見之兩種解決方案，以及一最新發展出的解決方案。常見的兩種解決方案 一、低頻變壓器及半波或全波整流電路

　　優點：電路簡單、成本低

　　缺點：體積大、電壓模式，LED亮度會隨著供應電壓之變化而有所改變；無法提供定電流輸出；突波電流較大。

　　如圖一所示，這種提供LED電源的方式非常簡單只需一個低頻變壓器，整流器，濾波電容還有一個用來調整亮度的可變電阻。串聯LED的數目主要由變壓器的圈數比所決定。一旦選用圈數比固定之后若要得到一樣的亮度，就很不容易改變LED的數目。只能夠藉由并聯的方法增加LED的數目，但這種電源架構很不容易做到并聯的LED有相同的亮度。

　　二、切換式電源供應器- 提供固定電壓

　　優點：技術很成熟，易取得；目前大部份LED照明的電源方式，電壓負載，變化穩定性佳。

　　缺點：切換式電源供應器對于LED之串聯或并聯，不容易提供固定電源，電流負載 (current load ) 變化大；所以無論是LED之串聯或并聯應用，流經每一LED之電流不相同，反應到實際應用品上，即LED亮度亦不易控制，因此解決方案較不利于LED照明電源。 另外這種電源采用切換式技術所以體積遠比前一種方案小很多。其中的VR是可變電阻用來調整LED亮度。若采用輸出電壓可調變的電源供應器，對于LED的串并聯應用會方便很多，目前可調輸出電壓的電源價格偏高或是體積會比固定電壓模式的大些。最新技術

　　三、切換式定電流供應器

　　從過去使用上之不方便，發展出定電流模式之電源，當作LED照明之電源。可允許LED串、并聯之應用，較易控制流經LED之電流、也就是較易控制LED亮度。

　　如圖三所示，屬于定電流的電源供應器，輸出電流可調整非常適合LED照明的應用。因為沒有額外的可變電阻VR，所以電源使用率比前兩種方案高些。在LED的串聯使用上非常方便，因為流經LED的電流固定不受LED數目的影響。對于LED的并聯使用仍無法保證并聯路徑LED的均流效果。

　　目前大電流的LED照明電源大都采用前兩種解決方案，但相較之下，切換式定電流供應器的定電流輸出模式更為適合，因為無論是在串聯或并聯應用上，均可輕易控制每路LED電流，進而達到亮度一致；另外關于輸入電流的諧波失真盡可能低，對于總電流諧波失真(THD)大小及功率因子值會因采用不同國家標準而有所不同，商品化的產品只要在設計上符合該申請國家的標準既可，無須做到功率因子近似1，或THD小于10%，否則在成本上將會提高很多而失去產品競爭力，至于THD規范可參考IEC1000-3-2 class D，在設計時也要特別注意LED的開路與短路保護。