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(kāi)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(jiàn)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。基本元件包括:一個(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(wèn)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。