第一講 LED主要參數(shù)與特性
LED是利用化合物材料制成pn結(jié)的光電器件。它具備pn結(jié)結(jié)型器件的電學(xué)特性：I-V特性、C-V特性和光學(xué)特性：光譜響應(yīng)特性、發(fā)光光強(qiáng)指向特性、時(shí)間特性以及熱學(xué)特性。本文將為你詳細(xì)介紹。
1、LED電學(xué)特性
1.1 I-V特性
表征LED芯片pn結(jié)制備性能主要參數(shù)。LED的I-V特性具有非線性、整流性質(zhì)：單向?qū)щ娦?，即外加正偏壓表現(xiàn)低接觸電阻，反之為高接觸電阻。
如上圖：
（1） 正向死區(qū)：（圖oa 或oa′段）a點(diǎn)對(duì)于V0 為開啟電壓，當(dāng)V＜Va，外加電場尚克服不少因載流子擴(kuò)散而形成勢壘電場，此時(shí)R很大；開啟電壓對(duì)于不同LED其值不同，GaAs 為1V，紅色GaAsP 為1.2V，GaP 為1.8V，GaN 為2.5V。
（2）正向工作區(qū)：電流IF 與外加電壓呈指數(shù)關(guān)系
IF = IS (e qVF/KT –1) -------------------------IS
為反向飽和電流。V＞0 時(shí)，V＞VF 的正向工作區(qū)IF 隨VF 指數(shù)上升，
IF = IS e qVF/KT
（3）反向死區(qū) ：V＜0 時(shí)pn 結(jié)加反偏壓V= - VR 時(shí)，反向漏電流IR（V= -5V）時(shí)，GaP 為0V，GaN 為10uA。
（4）反向擊穿區(qū) V＜- VR ，VR 稱為反向擊穿電壓；VR 電壓對(duì)應(yīng)IR 為反向漏電流。當(dāng)反向偏壓一直增加使V＜- VR 時(shí)，則出現(xiàn)IR 突然增加而出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。由于所用化合物材料種類不同，各種LED 的反向擊穿電壓VR 也不同。
1.2 C-V特性
鑒于LED 的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn 結(jié)面積大小不一，使其結(jié)（零偏壓）C≈n+pf左右。C-V 特性呈二次函數(shù)關(guān)系（如圖2）。由1MHZ 交流信號(hào)用C-V 特性測試儀測得。
1.3 最大允許功耗PFm
當(dāng)流過LED的電流為IF、管壓降為UF 則功率消耗為P=UF×IF. LED工作時(shí)，外加偏壓、偏流一定促使載流子復(fù)合發(fā)出光，還有一部分變?yōu)闊?，使結(jié)溫升高。若結(jié)溫為Tj、外部環(huán)境溫度為Ta，則當(dāng)Tj＞Ta 時(shí)，內(nèi)部熱量借助管座向外傳熱，散逸熱量（功率），可表示為P = KT（Tj – Ta）。
1.4 響應(yīng)時(shí)間
響應(yīng)時(shí)間表征某一跟蹤外部信息變化的快慢?，F(xiàn)有幾種顯示LCD（液晶顯示）約10-3~10-5S，CRT、PDP、LED 都達(dá)到10-6~10-7S（us 級(jí)）。
1.響應(yīng)時(shí)間從使用角度來看，就是LED點(diǎn)亮與熄滅所延遲的時(shí)間，即圖3中tr 、tf 。圖中t0 值很小，可忽略。
② 響應(yīng)時(shí)間主要取決于載流子壽命、器件的結(jié)電容及電路阻抗。LED 的點(diǎn)亮?xí)r間——上升時(shí)間tr 是指接通電源使發(fā)光亮度達(dá)到正常的10%開始，一直到發(fā)光亮度達(dá)到正常值的90%所經(jīng)歷的時(shí)間。LED 熄滅時(shí)間——下降時(shí)間tf 是指正常發(fā)光減弱至原來的10%所經(jīng)歷的時(shí)間。
不同材料制得的 響應(yīng)時(shí)間各不相同；如GaAs、GaAsP、GaAlAs 其響應(yīng)時(shí)間＜10-9S，GaP 為10-7 S。因此它們可用在10~100MHZ 高頻系統(tǒng)。
2 LED光學(xué)特性
發(fā)光有紅外（非可見）與可見光兩個(gè)系列，前者可用輻射度，后者可用光度學(xué)來量度其光學(xué)特性。
2.1 發(fā)光法向光強(qiáng)及其角分布Iθ
2.1.1 發(fā)光強(qiáng)度（法向光強(qiáng)）是表征發(fā)光器件發(fā)光強(qiáng)弱的重要性能。LED 大量應(yīng)用要求是圓柱、圓球封裝，由于凸透鏡的作用，故都具有很強(qiáng)指向性：位于法向方向光強(qiáng)最大，其與水平面交角為90°。當(dāng)偏離正法向不同θ角度，光強(qiáng)也隨之變化。發(fā)光強(qiáng)度隨著不同封裝形狀而強(qiáng)度依賴角方向。
2.1.2 發(fā)光強(qiáng)度的角分布Iθ是描述LED發(fā)光在空間各個(gè)方向上光強(qiáng)分布。它主要取決于封裝的工藝（包括支架、模粒頭、環(huán)氧樹脂中添加散射劑與否）
⑴ 為獲得高指向性的角分布（如圖4）
① LED 管芯位置離模粒頭遠(yuǎn)些；
② 使用圓錐狀（子彈頭）的模粒頭；
③ 封裝的環(huán)氧樹脂中勿加散射劑。
采取上述措施可使LED 2θ1/2 = 6°左右，大大提高了指向性。
⑵ 當(dāng)前幾種常用封裝的散射角(2θ1/2 角)圓形LED：5°、10°、30°、45°。
2.2 發(fā)光峰值波長及其光譜分布
⑴ 發(fā)光強(qiáng)度或光功率輸出隨著波長變化而不同，繪成一條分布曲線——光譜分布曲線。當(dāng)此曲線確定之后，器件的有關(guān)主波長、純度等相關(guān)色度學(xué)參數(shù)亦隨之而定。
LED 的光譜分布與制備所用化合物半導(dǎo)體種類、性質(zhì)及pn結(jié)結(jié)構(gòu)（外延層厚度、摻雜雜質(zhì)）等有關(guān)，而與器件的幾何形狀、封裝方式無關(guān)。
下圖繪出幾種由不同化合物半導(dǎo)體及摻雜制得LED 光譜響應(yīng)曲線。其中
① 是藍(lán)色I(xiàn)nGaN/GaN 發(fā)光，發(fā)光譜峰λp = 460～465nm；
② 是綠色GaP:N 的LED，發(fā)光譜峰λp = 550nm；
③ 是紅色GaP:Zn-O 的LED，發(fā)光譜峰λp = 680～700nm；
④ 是紅外LED 使用GaAs 材料，發(fā)光譜峰λp = 910nm；
⑤ 是Si 光電二極管，通常作光電接收用。
由圖可見，無論什么材料制成的LED，都有一個(gè)相對(duì)光強(qiáng)度最強(qiáng)處（光輸出最大），與之相對(duì)應(yīng)有一個(gè)波長，此波長叫峰值波長，用λp表示。只有單色光才有λp波長。
⑵ 譜線寬度：在LED 譜線的峰值兩側(cè)±△λ處，存在兩個(gè)光強(qiáng)等于峰值（最大光強(qiáng)度）一半的點(diǎn)，此兩點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)λp-△λ，λp+△λ 之間寬度叫譜線寬度，也稱半功率寬度或半高寬度。半高寬度反映譜線寬窄，即LED 單色性的參數(shù)，LED 半寬小于40 nm。
⑶ 主波長：有的LED 發(fā)光不單是單一色，即不僅有一個(gè)峰值波長；甚至有多個(gè)峰值，并非單色光。為此描述LED 色度特性而引入主波長。主波長就是人眼所能觀察到的，由LED 發(fā)出主要單色光的波長。單色性越好，則λp也就是主波長。如GaP 材料可發(fā)出多個(gè)峰值波長，而主波長只有一個(gè)，它會(huì)隨著LED 長期工作，結(jié)溫升高而主波長偏向長波。
2.3 光通量
光通量F是表征LED 總光輸出的輻射能量，它標(biāo)志器件的性能優(yōu)劣。F為LED 向各個(gè)方向發(fā)光的能量之和，它與工作電流直接有關(guān)。隨著電流增加，LED 光通量隨之增大?？梢姽釲ED 的光通量單位為流明（lm）。
LED向外輻射的功率——光通量與芯片材料、封裝工藝水平及外加恒流源大小有關(guān)。目前單色LED 的光通量最大約1 lm，白光LED 的F≈1.5~1.8 lm（小芯片），對(duì)于1mm×1mm的功率級(jí)芯片制成白光LED，其F=18 lm。
2.4 發(fā)光效率和視覺靈敏度
① LED效率有內(nèi)部效率（pn結(jié)附近由電能轉(zhuǎn)化成光能的效率）與外部效率（輻射到外部的效率）。前者只是用來分析和評(píng)價(jià)芯片優(yōu)劣的特性。LED光電最重要的特性是用輻射出光能量（發(fā)光量）與輸入電能之比，即發(fā)光效率。
② 視覺靈敏度是使用照明與光度學(xué)中一些參量。人的視覺靈敏度在λ = 555nm 處有一個(gè)最大值680 lm/w，若視覺靈敏度記為Kλ，則發(fā)光能量P 與可見光通量F 之間關(guān)系為P=∫Pλdλ ； F=∫KλPλdλ
③ 發(fā)光效率——量子效率η=發(fā)射的光子數(shù)/pn 結(jié)載流子數(shù)=（e/hcI）∫λPλdλ。若輸入能量為W=UI，則發(fā)光能量效率ηP=P/W 若光子能量hc=ev，則η≈ηP，則總光通F=（F/P）P=KηPW 式中K= F/P。
④ 流明效率：LED 的光通量F/外加耗電功率W=KηP
它是評(píng)價(jià)具有外封裝LED 特性，LED 的流明效率高指在同樣外加電流下輻射可見光的能量較大，故也叫可見光發(fā)光效率。
以下列出幾種常見LED 流明效率（可見光發(fā)光效率）：
品質(zhì)優(yōu)良的LED 要求向外輻射的光能量大，向外發(fā)出的光盡可能多，即外部效率要高。事實(shí)上，LED 向外發(fā)光僅是內(nèi)部發(fā)光的一部分，總的發(fā)光效率應(yīng)為η=ηiηcηe，式中ηi 向?yàn)閜、n 結(jié)區(qū)少子注入效率，ηc 為在勢壘區(qū)少子與多子復(fù)合效率，ηe 為外部出光（光取出效率）效率。
由于LED 材料折射率很高ηi≈3.6。當(dāng)芯片發(fā)出光在晶體材料與空氣界面時(shí)（無環(huán)氧封裝）若垂直入射，被空氣反射，反射率為（n1-1）2/（n1+1）2=0.32，反射出的占32%，鑒于晶體本身對(duì)光有相當(dāng)一部分的吸收，于是大大降低了外部出光效率。為了進(jìn)一步提高外部出光效率ηe 可采取以下措施：
① 用折射率較高的透明材料（環(huán)氧樹脂n=1.55 并不理想）覆蓋在芯片表面；
② 把芯片晶體表面加工成半球形；
③ 用Eg大的化合物半導(dǎo)體作襯底以減少晶體內(nèi)光吸收。有人曾經(jīng)用n=2.4~2.6的低熔點(diǎn)玻璃[成分As-S(Se)-Br(I)]且熱塑性大的作封帽，可使紅外GaAs、GaAsP、GaAlAs 的LED 效率提高4~6倍。
2.5 發(fā)光亮度
亮度是LED 發(fā)光性能又一重要參數(shù)，具有很強(qiáng)方向性。其正法線方向的亮度BO=IO/A，指定某方向上發(fā)光體表面亮度等于發(fā)光體表面上單位投射面積在單位立體角內(nèi)所輻射的光通量，單位為cd/m2 或Nit。
若光源表面是理想漫反射面，亮度BO 與方向無關(guān)為常數(shù)。晴朗的藍(lán)天和熒光燈的表面亮度約為7000Nit（尼特），從地面看太陽表面亮度約為14×108Nit。
LED 亮度與外加電流密度有關(guān)，一般的LED，JO（電流密度）增加BO 也近似增大。另外，亮度還與環(huán)境溫度有關(guān)，環(huán)境溫度升高，ηc（復(fù)合效率）下降，BO減小。當(dāng)環(huán)境溫度不變，電流增大足以引起pn結(jié)結(jié)溫升高，溫升后，亮度呈飽和狀態(tài)。
2.6 壽命
老化：LED 發(fā)光亮度隨著長時(shí)間工作而出現(xiàn)光強(qiáng)或光亮度衰減現(xiàn)象。器件老化程度與外加恒流源的大小有關(guān)，可描述為Bt=BO e-t/τ，Bt 為t 時(shí)間后的亮度，BO 為初始亮度。
通常把亮度降到Bt=1/2BO 所經(jīng)歷的時(shí)間t 稱為二極管的壽命。測定t 要花很長的時(shí)間，通常以推算求得壽命。
測量方法：給LED 通以一定恒流源，點(diǎn)燃103 ~104小時(shí)后， 先后測得BO ，Bt=1000~10000，代入Bt=BO e-t/τ求出τ；再把Bt=1/2BO代入，可求出壽命t。
長期以來總認(rèn)為LED 壽命為106小時(shí)，這是指單個(gè)LED 在IF=20mA 下。隨著功率型LED開發(fā)應(yīng)用，國外學(xué)者認(rèn)為以LED的光衰減百分比數(shù)值作為壽命的依據(jù)。
如LED 的光衰減為原來35%，壽命＞6000h。
3 熱學(xué)特性
LED的光學(xué)參數(shù)與pn 結(jié)結(jié)溫有很大的關(guān)系。一般工作在小電流IF＜10mA，或者10~20 mA 長時(shí)間連續(xù)點(diǎn)亮LED 溫升不明顯。
若環(huán)境溫度較高，LED 的主波長或λp 就會(huì)向長波長漂移，BO 也會(huì)下降，尤其是點(diǎn)陣、大顯示屏的溫升對(duì)LED 的可靠性、穩(wěn)定性影響應(yīng)專門設(shè)計(jì)散射通風(fēng)裝置。
LED的主波長隨溫度關(guān)系可表示為：
由式可知，每當(dāng)結(jié)溫升高10℃，則波長向長波漂移1nm，且發(fā)光的均勻性、一致性變差。這對(duì)于作為照明用的燈具光源要求小型化、密集排列以提高單位面積上的光強(qiáng)、光亮度的設(shè)計(jì)尤其應(yīng)注意用散熱好的燈具外殼或?qū)ｉT通用設(shè)備、確保LED 長期工作。
第二講 照明用LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
LED 的排列方式及LED 光源的規(guī)范決定著基本的驅(qū)動(dòng)器要求。LED 驅(qū)動(dòng)器的主要功能就是在一定的工作條件范圍下限制流過LED 的電流， 而無論輸入及輸出電壓如何變化。最常用的是采用來進(jìn)行電氣。文中論述了LED 照明設(shè)計(jì)需要考慮的因素
一、LED驅(qū)動(dòng)器通用要求
驅(qū)動(dòng)LED 面臨著不少挑戰(zhàn)，如正向電壓會(huì)隨著溫度、電流的變化而變化，而不同個(gè)體、不同批次、不同供應(yīng)商的LED 正向電壓也會(huì)有差異；另外，LED 的“色點(diǎn)”也會(huì)隨著電流及溫度的變化而漂移。
另外，應(yīng)用中通常會(huì)使用多顆LED，這就涉及到多顆LED 的排列方式問題。各種排列方式中， 首選驅(qū)動(dòng)串聯(lián)的單串LED， 因?yàn)檫@種方式不論正向電壓如何變化、 輸出電壓(Vout)如何“漂移”，均提供極佳的電流匹配性能。
當(dāng)然，用戶也可以采用并聯(lián)、串聯(lián)-并聯(lián)組合及交叉連接等其它排列方式，用于需要“相互匹配的”LED 正向電壓的應(yīng)用，并獲得其它優(yōu)勢。如在交叉連接中，如果其中某個(gè)LED 因故障開路，電路中僅有1 個(gè)LED 的驅(qū)動(dòng)電流會(huì)加倍，從而盡量減少對(duì)整個(gè)電路的影響。
LED 的排列方式及LED 光源的規(guī)范決定著基本的驅(qū)動(dòng)器要求。LED 驅(qū)動(dòng)器的主要功能就是在一定的工作條件范圍下限制流過LED 的電流， 而無論輸入及輸出電壓如何變化。LED驅(qū)動(dòng)器基本的工作電路示意圖如圖2 所示，其中所謂的“隔離”表示交流線路電壓與LED(即輸入與輸出)之間沒有物理上的電氣連接，最常用的是采用變壓器來電氣隔離，而“非隔離”則沒有采用高頻變壓器來電氣隔離。
值得一提的是，在LED 照明設(shè)計(jì)中，AC-DC 電源轉(zhuǎn)換與恒流驅(qū)動(dòng)這兩部分電路可以采用不同配置：
1)整體式(integral)配置，即兩者融合在一起，均位于照明燈具內(nèi)，這種配置的優(yōu)勢包括優(yōu)化能效及簡化安裝等；
2)分布式(distributed)配置，即兩者單獨(dú)存在，這種配置簡化安全考慮，并增加靈活性。
LED 驅(qū)動(dòng)器根據(jù)不同的應(yīng)用要求，可以采用恒定電壓(CV)輸出工作，即輸出為一定電流范圍下鉗位的電壓；也可以采用恒定電流(CC)輸出工作，輸出的設(shè)計(jì)能嚴(yán)格限定電流；也可能會(huì)采用恒流恒壓(CCCV)輸出工作，即提供恒定輸出功率，故作為負(fù)載的 LED 的正向電壓確定其電流。
總的來看，LED 照明設(shè)計(jì)需要考慮以下幾方面的因素：
輸出功率：涉及LED 正向電壓范圍、電流及LED 排列方式等
電源：AC-DC 電源、DC-DC 電源、直接采用AC 電源驅(qū)動(dòng)
功能要求：調(diào)光要求、調(diào)光方式(模擬、數(shù)字或多級(jí))、照明控制
其他要求：能效、功率因數(shù)、尺寸、成本、故障處理(保護(hù)特性)、要遵從的標(biāo)準(zhǔn)及可靠性等
更多考慮因素：機(jī)械連接、安裝、維修/替換、壽命周期、物流等
二、 驅(qū)動(dòng)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
采用AC-DC 電源的LED 照明應(yīng)用中，電源轉(zhuǎn)換的構(gòu)建模塊包括、開關(guān)(FET)、及及電阻等分立元件用于執(zhí)行各自功能，而脈寬調(diào)制(PWM)用于控制電源轉(zhuǎn)換。
電路中通常加入了的型AC-DC 電源轉(zhuǎn)換包含反激、正激及半橋等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，參見圖3，其中反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是功率小于30 W 的中低功率應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)選擇，而半橋結(jié)構(gòu)則最適合于提供更高能效/功率密度。就隔離結(jié)構(gòu)中的變壓器而言，其尺寸的大小與開關(guān)頻率有關(guān)，且多數(shù)隔離型 LED 驅(qū)動(dòng)器基本上采用“電子”變壓器。
采用 DC-DC 電源的LED 照明應(yīng)用中，可以采用的LED 驅(qū)動(dòng)方式有電阻型、線性穩(wěn)壓器及開關(guān)穩(wěn)壓器等，基本的應(yīng)用示意圖參見圖 4。電阻型驅(qū)動(dòng)方式中，調(diào)整與LED 串聯(lián)的電流檢測電阻即可控制LED 的正向電流，這種驅(qū)動(dòng)方式易于設(shè)計(jì)、成本低，且沒有電磁兼容()問題，劣勢是依賴于電壓、需要篩選(binning) LED，且能效較低。
線性穩(wěn)壓器同樣易于設(shè)計(jì)且沒有EMC 問題，還支持電流穩(wěn)流及過流保護(hù)(fold back)，且提供外部電流設(shè)定點(diǎn)，不足在于功率耗散問題，及輸入電壓要始終高于正向電壓，且能效不高。開關(guān)穩(wěn)壓器通過PWM 控制模塊不斷控制開關(guān)(FET)的開和關(guān)，進(jìn)而控制電流的流動(dòng)。
開關(guān)穩(wěn)壓器具有更高的能效，與電壓無關(guān)，且能控制亮度，不足則是成本相對(duì)較高，復(fù)雜度也更高，且存在電磁干擾(EMI)問題。LED DC-DC 開關(guān)穩(wěn)壓器常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括降壓(Buck)、升壓(Boost)、降壓-升壓(Buck-Boost)或單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)等不同類型。
其中，所有工作條件下最低輸入電壓都大于LED 串最大電壓時(shí)采用降壓結(jié)構(gòu)，如采用24 Vdc 驅(qū)動(dòng)6 顆串聯(lián)的LED；與之相反，所有工作條件下最大輸入電壓都小于最低輸出電壓時(shí)采用升壓結(jié)構(gòu)，如采用12 Vdc 驅(qū)動(dòng) 6 顆串聯(lián)的LED；而輸入電壓與輸出電壓范圍有交迭時(shí)可以采用降壓-升壓或SEPIC 結(jié)構(gòu)，如采用12 Vdc 或12 Vac 驅(qū)動(dòng) 4 顆串聯(lián)的LED，但這種結(jié)構(gòu)的成本及能效最不理想。
采用交流電源直接驅(qū)動(dòng)LED 的方式近年來也獲得了一定的發(fā)展， 其應(yīng)用示意圖參見圖5。這種結(jié)構(gòu)中LED 串以相反方向排列，工作在半周期，且LED 在線路電壓大于正向電壓時(shí)才導(dǎo)通。這種結(jié)構(gòu)具有其優(yōu)勢，如避免AC-DC 轉(zhuǎn)換所帶來的功率損耗等。但是，這種結(jié)構(gòu)中LED 在低頻開關(guān)，故人眼可能會(huì)察覺到閃爍現(xiàn)象。此外，在這種設(shè)計(jì)中還需要加入LED 保護(hù)措施，使其免受線路浪涌或瞬態(tài)的影響。
三、 功率因數(shù)校正
美國能源部(DOE)“能源之星”(ENERGYSTAR)固態(tài)照明(SSL)規(guī)范中規(guī)定任何功率等級(jí)皆須強(qiáng)制提供功率因數(shù)校正()。這標(biāo)準(zhǔn)適用于一系列特定產(chǎn)品，如嵌燈、櫥柜燈及臺(tái)燈，其中，住宅應(yīng)用的 驅(qū)動(dòng)器功率因數(shù)須大于0.7，而商業(yè)應(yīng)用中則須大于0.9；但是，這標(biāo)準(zhǔn)屬于自愿性標(biāo)準(zhǔn)。歐盟的IEC61000-3-2 諧波含量標(biāo)準(zhǔn)中則規(guī)定了功率大于25 W 的照明應(yīng)用的總諧波失真性能，其最大限制相當(dāng)于總諧波失真(THD)< 35%，而功率因數(shù)(PF)>0.94。
雖然不是所有國家都絕對(duì)強(qiáng)制要求照明應(yīng)用中改善功率因數(shù)，但某些應(yīng)用可能有這方面的要求，如公用事業(yè)機(jī)構(gòu)大力推動(dòng)擁有高功率因數(shù)的產(chǎn)品在公用設(shè)施中的商業(yè)應(yīng)用，此外，公用事業(yè)機(jī)構(gòu)購入/維護(hù)街燈時(shí)，也可以根據(jù)他們的意愿來決定是否要求擁有高功率因數(shù)(通常>0.95+)。
PFC 技術(shù)包括無源 PFC 及有源PFC 兩種。無源PFC 方案的體積較大，需要增加額外的元件來更好地改變電流波形，能夠達(dá)到約0.8 或更高的功率因數(shù)。其中，在小于5 W 至40 W 的較低功率應(yīng)用中，幾乎是標(biāo)準(zhǔn)選擇的反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)只需要采用無源元件及稍作電路改動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)高于0.7 的功率因數(shù)。
有源 PFC(見圖6)通常是作為一個(gè)專門的電源轉(zhuǎn)換段增加到電路中來改變輸入電流波形。有源PFC 通常提供升壓，交流100 至277 Vac的寬輸入范圍下，PFC 輸出電壓范圍達(dá)直流450 至480 Vdc。如果恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)PFC 段，可以提供91%到95%的高能效。但增加了有源PFC，仍然需要專門的DC-DC 轉(zhuǎn)換來提供電流穩(wěn)流。
四、能效問題
LED 照明應(yīng)用的能效需要結(jié)合功率輸出來考慮。美國“能源之星”固態(tài)照明規(guī)范規(guī)定了照明器具級(jí)的能效，但并不涉及單獨(dú) LED 驅(qū)動(dòng)器的能效要求。如前所述，采用AC-DC 電源的LED應(yīng)用可以采用兩段式分布拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 故可能采用外部AC-DC適配器供電。
而“能源之星”的確包含有關(guān)單輸出外部電源的規(guī)范，其 2.0 版外部電源規(guī)范于2008 年11 月開始生效，要求標(biāo)準(zhǔn)工作模式下最低能效達(dá)87%，而低壓工作模式下最低能效達(dá)86%；在此規(guī)范中，功率大于100 W 時(shí)才要求PFC。
而在采用AC-DC 電源的LED 應(yīng)用中，要提供更高的AC-DC 轉(zhuǎn)換能效，就涉及到成本、尺寸、性能規(guī)范及能效等因素之間的折衷問題。例如，若使用更高質(zhì)量的元件、更低導(dǎo)通阻抗(RDSon)，就可降低損耗及改善能效；降低開關(guān)頻率一般會(huì)改善能效，但卻會(huì)增加系統(tǒng)尺寸。諸如諧振這樣新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供更高能效，卻也增加設(shè)計(jì)及元件的復(fù)雜度。如果我們將設(shè)計(jì)限定在較窄的功率及電壓范圍，則可以幫助優(yōu)化能效。
五、驅(qū)動(dòng)器標(biāo)準(zhǔn)
LED 驅(qū)動(dòng)器本身也在不斷演進(jìn)， 著重于進(jìn)一步提高能效、 增加功能及功率密度。 美國“能源之星”的固態(tài)照明規(guī)范提出的是照明器具級(jí)的能效限制，涉及包括功率因數(shù)在內(nèi)的特定產(chǎn)品要求。而歐盟的IEC 61347-2-13 (5/2006)標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)采用直流或交流供電的LED模塊的要求包括：
最大安全特低電壓(SELV)工作輸出電壓≤25 Vrms (35.3 Vdc)
不同故障條件下“恰當(dāng)”/安全的工作
故障時(shí)不冒煙或易燃
此外，ANSI C82.xxx LED 驅(qū)動(dòng)器規(guī)范仍在制定之中。而在安全性方面，需要遵從UL、CSA 等標(biāo)準(zhǔn)，如UL1310 (Class 2)、UL 60950、UL1012。此外，LED 照明設(shè)計(jì)還涉及到產(chǎn)品壽命周期及可靠性問題。
第三講 利用降壓結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)
上網(wǎng)時(shí)間：2009-08-10 來源：電子元件技術(shù)網(wǎng)
基于降壓的結(jié)構(gòu)可以與很多環(huán)路控制結(jié)構(gòu)很好的匹配，而且不用考慮穩(wěn)定性的限制，滯回控制適合在開關(guān)頻率變化比較快和輸入范圍比較小的情況下應(yīng)用。這種特性剛好滿足對(duì)電源的要求。
隨著LED的廣泛應(yīng)用，在很多地方線性電源這種簡單的結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足需求。一般情況下，當(dāng)用電阻的方式設(shè)定LED所需的正向電流的時(shí)候，這種簡單的驅(qū)動(dòng)方式可以連續(xù)的由電源向負(fù)載提供能量。
由于LED的電流與電阻上的相同，所以電阻上產(chǎn)生的功耗會(huì)隨輸入電壓的增加而增加。例如，一個(gè)用線性電源驅(qū)動(dòng)的LED，效率為70%，用5V線性電源提供1A電流給一個(gè)典型的白光InGaNLED(VF=3.5V)。在相同的工作條件下，當(dāng)輸入電壓上升到12V時(shí)，它的效率將會(huì)降到30%。在如此低效率的情況下是無法應(yīng)用的。
開關(guān)電源
開關(guān)電源改善了由于輸入變化使得效率變化比較大的問題。這種方式是通過控制占空比的方式來滿足輸出所需要的電壓或電流。由于開關(guān)電源會(huì)產(chǎn)生脈沖式的電壓和電流，所以這就需要用一些儲(chǔ)能器件(或)對(duì)這些脈沖波形進(jìn)行整形。
和線性電源相反，開關(guān)電源可以通過不同的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)電流或電壓的降、升或者同時(shí)升降的功能。開關(guān)電源同樣可以在寬的輸入或輸出范圍下實(shí)現(xiàn)高效率。在前面的例子中，用一個(gè)降壓型的開關(guān)電源取代線性電源后，當(dāng)輸入電壓由5V變到12V后，電路的效率由95%變到98%。
開關(guān)電源在效率和結(jié)構(gòu)的靈活性上得到了很大的提升，但由于周期性的開關(guān)造成了噪聲的增加，同時(shí)由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜使得電路的可靠性下降和成本的上升。恒流型LED電路可以被簡單的認(rèn)為是一個(gè)恒流源。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)該考慮最少的外部原件和最好的性能為標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以提高電路的穩(wěn)定性和減少成本。
鑒于LED的動(dòng)態(tài)調(diào)光特性好，在設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮使這種特性能夠方便應(yīng)用。幸運(yùn)的是，基本降壓開關(guān)電路在實(shí)現(xiàn)這些特性的時(shí)候表現(xiàn)的非常好，所以LED驅(qū)動(dòng)一般選擇降壓型開關(guān)電源。
恒流輸出級(jí)
圖1a：基本降壓型電壓調(diào)整器。
開關(guān)調(diào)整器最常用的是電壓調(diào)整器。圖1a為一種基本恒壓型降壓調(diào)整器。降壓控制器可以在輸入電壓變化的情況下，通過控制占空比或頻率的變化使輸出電壓保持恒定。輸出所需的電壓由下面的公式計(jì)算得到(Eq.1)
式1
電感L用來設(shè)置電感電流紋波的峰-峰值ΔIpp的大小，電容Co用來設(shè)置輸出電壓紋波和輸出電壓的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。在這種降壓型逆變器中電感的平均電流等于負(fù)載電流，因此我們可以通過控制電感電流紋波的峰-峰值來控制負(fù)載電流。這樣可以使電壓源控制的方式轉(zhuǎn)換成電流源控制的方式。
圖1b：基本電流型降壓調(diào)整器。
圖1b為一種基本電流型降壓調(diào)整器。與恒壓型相似，恒流型降壓調(diào)整器可以在輸入電壓變化的情況下，通過控制占空比或頻率的變化使輸出電流IF保持恒定。輸出所需的電流由下面的公式計(jì)算得到(Eq.2)：
式2
在我們?cè)O(shè)定好LED電流IF之后，我們必須準(zhǔn)確的檢測電感上的電流。從理論上來說，檢測電感電流有很多方式，例如利用的導(dǎo)通阻抗Rdson檢測或者用電感的直流電阻檢測。但是實(shí)際上這些檢測方式在精度上不能滿足LED電流設(shè)置的要求(高亮度LED的精度為5%-15%)。
如果直接用電阻B來檢測IF，這樣在精度上就可以滿足要求，但是在電阻上將會(huì)產(chǎn)生額外的功耗。降低反饋電壓VFB，在同樣的檢測電流IF(圖.2)的情況下可以降低檢測電阻的阻值，這樣就可以使功耗降到最低。最新的LED驅(qū)動(dòng)大多數(shù)提供的參考電壓(反饋電壓)在50-200毫伏之間。
恒流降壓調(diào)整器獨(dú)特之處在于輸出可以不需要電容。因?yàn)橛羞B續(xù)的輸出電流和不存在負(fù)載瞬態(tài)變化，這個(gè)調(diào)整器中輸出電容的作用只是局限于電流。當(dāng)我們?cè)O(shè)置成沒有電容的恒流型降壓調(diào)整器時(shí)，此時(shí)輸出阻抗將大幅增加，而對(duì)于升壓型來說，由于輸出阻抗增加，為了滿足輸出電流恒定，輸出電壓也將會(huì)大幅增加。
結(jié)果調(diào)光的速度和調(diào)光的范圍都有了顯著的提高。在應(yīng)用過程中，從背光和機(jī)器視覺角度來說調(diào)光的范圍是一種非常有價(jià)值的特性。
在另一方面，由于輸出不足，AC電流的紋波電路需要比較大的，以滿足LED紋波的要求(正向電流ΔIF=±5到20%)。在同樣的電流紋波時(shí)，大電感會(huì)增加面積和LED驅(qū)動(dòng)的成本。因此在恒流降壓電路中，輸出電容的使用要在成本、面積和調(diào)光的速度、范圍之間經(jīng)行權(quán)衡。
例如，用紋波電流驅(qū)動(dòng)一個(gè)1A的白光LED(VF≈3.5V)，ΔIF需要滿足±5%范圍內(nèi)，輸入電壓12V，頻率為500kHz，在電感電流幅度為1.1A時(shí)，只能允許使用50mH的電感。然而如果電感的紋波電流允許增加±30%，那么電感將會(huì)小于10mH。
如果10mH和50mH電感在使用相同的材料和相同的額定電流的情況下，在成本和體積方面，10mH大概只是50mH的一半。為了用10mH電感實(shí)現(xiàn)需求的ΔIF(±5%)，輸出電容需要根據(jù)LED的動(dòng)態(tài)電阻rD和檢測電阻B和在此開關(guān)頻率下電容的阻抗來計(jì)算，可以利用下面的表達(dá)式(Eq.3)
式3
式4
環(huán)路控制結(jié)構(gòu)
基于降壓的結(jié)構(gòu)可以與很多環(huán)路控制結(jié)構(gòu)很好的匹配，而且不用考慮穩(wěn)定性的限制，例如右半平面零點(diǎn)問題。除了和其他調(diào)光方法兼容以外，這種降壓結(jié)構(gòu)使得PWM調(diào)光變得容易?；谶@種結(jié)構(gòu)的LED驅(qū)動(dòng)可以使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供更多的選擇。滯回控制非常適合在開關(guān)頻率變化比較快和輸入范圍比較小的情況下應(yīng)用，例如燈泡和交通燈。
由于滯回控制不用考慮穩(wěn)定性限制，所以不需要考慮環(huán)路補(bǔ)償。不像環(huán)路控制那樣受帶寬限制。利用滯回控制驅(qū)動(dòng)降壓LED驅(qū)動(dòng)(圖.2a)使設(shè)計(jì)變得簡單，也減少了器件數(shù)量和成本。這種結(jié)構(gòu)也使PWM調(diào)光的范圍比其他結(jié)構(gòu)好。利用滯回控制的LED驅(qū)動(dòng)非常適合在要求調(diào)光范圍非常大和調(diào)光頻率比較高以及開關(guān)頻率變化非常大的情況下應(yīng)用。
圖2a：基本的滯回控制降壓驅(qū)動(dòng)。
類似的滯回降壓LED驅(qū)動(dòng)可以在固定頻率操作和不需要開關(guān)頻率變化的滯回控制之間提供了一個(gè)比較好的折中方案?？刂崎_啟時(shí)間的降壓LED驅(qū)動(dòng)(圖2b)使用了一個(gè)滯回比較器和開啟時(shí)間控制器。讓開啟時(shí)間與輸入電壓成反比，這樣可以讓開關(guān)頻率的變化減少的最小。運(yùn)用這種結(jié)構(gòu)同樣可以避免環(huán)路控制的帶寬限制。運(yùn)用不同的調(diào)光結(jié)構(gòu)可以讓調(diào)光范圍變得非常寬。
圖2b：開啟時(shí)間控制的降壓LED驅(qū)動(dòng)。
在一些情況下，例如許多自動(dòng)控制應(yīng)用中，LED驅(qū)動(dòng)與外部時(shí)鐘或與驅(qū)動(dòng)之間進(jìn)行同步時(shí)要求減少噪音的干擾。在沒有時(shí)鐘的滯回控制和準(zhǔn)滯回控制的結(jié)構(gòu)在執(zhí)行同步頻率時(shí)會(huì)帶來困難。相比來說，這個(gè)問題對(duì)于由時(shí)鐘控制的調(diào)整器來說就比較容易實(shí)現(xiàn)，例如圖2c中固定頻率的降壓LED驅(qū)動(dòng)。固定頻率控制可以解決這個(gè)復(fù)雜的問題，但是由于它動(dòng)態(tài)響應(yīng)的限制也影響了調(diào)光的范圍。
圖2c：基本的固定頻率的降壓LED驅(qū)動(dòng)。
總之，降壓LED驅(qū)動(dòng)的很多特點(diǎn)使其變得很有吸引力。它可以很容易設(shè)置成電流源，也可以實(shí)現(xiàn)最少的外圍元器件，器件少可以使得設(shè)計(jì)變得簡單，提高驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定性，也可以減少成本。降壓結(jié)構(gòu)的LED適合很多種控制方式使其應(yīng)用的靈活性比較高。
它輸出可以省略輸出電容，也可以與其他不同的調(diào)光方式進(jìn)行很好的匹配，這些特點(diǎn)可以允許它在高速調(diào)光和寬范圍調(diào)光的情況下應(yīng)用。當(dāng)應(yīng)用允許的情況下，所有的這些特點(diǎn)使得降壓LED驅(qū)動(dòng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有了很多的選擇。
什么樣的應(yīng)用條件不允許使用這種結(jié)構(gòu)呢？例如家用或商用的照明需要上千流明，設(shè)計(jì)一種方法來驅(qū)動(dòng)一個(gè)LED串。LED串上的總的正向壓降等于其中每個(gè)LED正向壓降之和。在一些情況下，系統(tǒng)的輸入電壓范圍可能比一串LED的正向壓降低，或者有的時(shí)候高有的時(shí)候低。這些情況下有可能會(huì)需要升壓結(jié)構(gòu)，也有可能會(huì)需要降-升壓開關(guān)調(diào)整器。
第四講 利用Boost和Buck-Boost實(shí)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)
上網(wǎng)時(shí)間：2009-08-17
不管我們是否要控制輸出電壓或輸出電流，Boost調(diào)節(jié)器都要比Buck調(diào)節(jié)器更難設(shè)計(jì)。持續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)（CCM）Boost轉(zhuǎn)換器中的平均感應(yīng)電流等于負(fù)載電流（LED電流）乘以1/(1-D)，這里D是占空度。Boost電壓調(diào)節(jié)器需要設(shè)計(jì)者考慮到輸入電壓的限制來保證的正確設(shè)計(jì)，特別是額定峰值電流。
LED光源生產(chǎn)商和設(shè)計(jì)者經(jīng)常會(huì)提到固態(tài)發(fā)光的應(yīng)用最明顯的優(yōu)勢就像是“樹上掛得很低的水果”。例如花園路徑照明或者M(jìn)R16杯燈常常只需要一些甚至只要一個(gè)LED。
對(duì)于低壓照片來說，最通用的電壓是12VDC、24VDC和12VAC。這些應(yīng)用常常要用到一個(gè)Bulk調(diào)節(jié)器。雖然如前所述，Bulk是首選，但是在LED照明應(yīng)用中，隨著LED數(shù)量的增加，Boost調(diào)節(jié)器也得到了越來越多的應(yīng)用。設(shè)計(jì)者們不再滿足于手電筒或者單個(gè)杯燈應(yīng)用，而把目光投到大尺寸通用照明和達(dá)到幾千流明的照明系統(tǒng)。例如街燈、公寓和商業(yè)照明、體育場照明和建筑內(nèi)外裝飾照明。
圖1：帶有Vo計(jì)算的Bulk和BoostLED驅(qū)動(dòng)：buck:VO=nxVF,VO<VIN;boost:VO=nxVF,Vo>VIN。
仍然需要常電流
如同線性和Buck衍生LED驅(qū)動(dòng)一樣，BoostLED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中的主要技術(shù)挑戰(zhàn)是要給陣列中的每個(gè)LED提供一個(gè)可控前向電流IF。理想狀態(tài)下，每個(gè)LED都有安裝一個(gè)單組鏈來確保通過每個(gè)設(shè)備的電流都相同。當(dāng)需要把輸入DC電壓提升到一個(gè)高DC輸出電壓的時(shí)候，Boost調(diào)節(jié)器是最簡單的選擇，因?yàn)樗试S在給定電壓下串聯(lián)更多的LED。
通用照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)者通常需要把線路電壓設(shè)計(jì)成110VAC或者220VAC。如果功率因數(shù)校正（）、和線路諧波濾波都不需要的話，那么單級(jí)非隔離轉(zhuǎn)換器（buck,boost,或各種buck-boost拓?fù)洌┚涂梢允褂肁C電壓的校正輸出來直接驅(qū)動(dòng)長串的串接LED。
然而，在很多情況下，我們需要使用一個(gè)中間DC總線電壓，它是由一個(gè)采用了通用AC輸入并且PFC、隔離和濾波的調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的。包括法律要求在內(nèi)，一個(gè)低中間電壓總線降低了電介質(zhì)擊穿和電弧問題，使維修人員的的工作更安全。
歐盟提出了世界上最嚴(yán)格的法律規(guī)定：任何高于25瓦的光源都要具有PFC。沒有幾年，北美和亞洲也做出了同樣的規(guī)定。諸如UL和CE這樣的安全標(biāo)準(zhǔn)電氣規(guī)定限制了供給boostLED驅(qū)動(dòng)的AC/DC供電輸出電壓。通常電壓規(guī)定為12和24V，有時(shí)是48V。這些中間電壓總線很少超過60V，也就是ULClass2定為DC電壓的最高值。
Boost調(diào)節(jié)器
不管我們是否要控制輸出電壓或輸出電流，Boost調(diào)節(jié)器都要比Buck調(diào)節(jié)器更難設(shè)計(jì)。持續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)（CCM）Boost轉(zhuǎn)換器中的平均感應(yīng)電流等于負(fù)載電流（LED電流）乘以1/(1-D)，這里D是占空度。Boost電壓調(diào)節(jié)器需要設(shè)計(jì)者考慮到輸入電壓的限制來保證電感的正確設(shè)計(jì)，特別是額定峰值電流。
BoostLED驅(qū)動(dòng)加了一個(gè)可變輸出電壓，這個(gè)電壓影響了占空比，因此也影響了主電感器的電感值和額定電流。為了避免電感飽和，最大平均值和電流峰值必須由VIN-MIN和VO-MAX同時(shí)求出。例如，歷數(shù)加工、驅(qū)動(dòng)電流和模具溫度，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的白InGaNLED的VF可以從3V變到4V。串聯(lián)的LED越多，VO-MIN和VO-MAX的間距就越大。
不同于帶有輸出電感的Bulk調(diào)節(jié)器，Boost轉(zhuǎn)換器有一個(gè)非持續(xù)輸出電流。因此，輸出需要輸出電壓要持續(xù)（輸出電流也如此）。這里，電壓調(diào)節(jié)器中的輸出電容被設(shè)計(jì)成兼有并且在負(fù)載瞬變時(shí)可以保持輸出電壓，在電流調(diào)節(jié)中，它只是起到了類似一個(gè)AC電流濾波器的作用。電容值要盡量低，并且要與所期望的LED波動(dòng)電流保持一致。輸出電容越小（同時(shí)也可以盡量降低成本和大?。D(zhuǎn)換器對(duì)輸出電流的回應(yīng)就越快，這樣LED的調(diào)光反應(yīng)就越好。
Boost轉(zhuǎn)換器的另外一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)是控制環(huán)。Buck調(diào)節(jié)器允許電壓模式的PWM控制、峰值電流模式的PWM控制、constant/controlledon-time以及其它的滯后控制。注意到處于CCM的Boost調(diào)節(jié)器（低功率、便攜設(shè)備除外）的右半平面零和在控制開關(guān)關(guān)閉的時(shí)候還在向輸出供電的特性，它們幾乎被限定在峰值電流模式PWM控制。要設(shè)計(jì)一個(gè)控制輸出電流的BoostLED驅(qū)動(dòng)，控制環(huán)必須要把LED看作是負(fù)載來分析，這與Boost電壓調(diào)節(jié)器的典型負(fù)載非常不同。
在峰值電流模式控制中，負(fù)載阻抗對(duì)DC增益和控制到輸出轉(zhuǎn)換函數(shù)的低頻極點(diǎn)有很大影響。對(duì)電壓調(diào)節(jié)器來說，負(fù)載阻抗由輸出電壓與輸出電流的比值來決定。LED是個(gè)擁有動(dòng)態(tài)電阻的。這個(gè)動(dòng)態(tài)電阻只能通過做出VF(IF)曲線，然后用切線來找到希望的前向電流的斜率來決定。如圖1所示，電流調(diào)節(jié)器使用負(fù)載本身來作為反饋分頻器來閉環(huán)。這就使DC增益降低了(RSNS/(RSNS+rD))倍。
我們趨向于用一個(gè)簡單的積分器犧牲穩(wěn)定帶寬來補(bǔ)償BoostLED驅(qū)動(dòng)。事實(shí)上是大多數(shù)或者說許多LED驅(qū)動(dòng)應(yīng)用需要調(diào)光。無論調(diào)光是通過IF的線性調(diào)節(jié)(模擬調(diào)光)來完成，還是通過高頻打開或切斷輸出（數(shù)字或PWM調(diào)光）來實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)都需要像電壓調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)的高帶寬和快速瞬變回應(yīng)。
Buck-boost調(diào)節(jié)器
照明用LED的開發(fā)要比固態(tài)光源標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展快得多。大量不同種類的LED擁有很多不同的供電電壓。串聯(lián)的LED的數(shù)目、種類及其不同的加工和模具溫度都產(chǎn)生了不同的輸出電壓。
例如，高端汽車正在過渡到利用LED來作為日間行駛燈。三個(gè)3瓦白色LED組成了一個(gè)12V1A的負(fù)載。汽車電壓系統(tǒng)通常需要持續(xù)工作于9到16V，并且可以延伸到6到42V，使系統(tǒng)可以無損運(yùn)行，但是其性能可能要有折扣。通常來說，Buck調(diào)節(jié)器是最好的LED驅(qū)動(dòng)器，其次是Boost,但是在這個(gè)應(yīng)用中，他們沒有優(yōu)劣之分。如果一定要用Buck-boost調(diào)節(jié)器，最難的決定就是采用哪種拓?fù)洹?div style="height:15px;">
任何拓?fù)涞腂uck-boost調(diào)節(jié)器和Buck調(diào)節(jié)器或Boost調(diào)節(jié)器的最基本的區(qū)別是Buck-boost從來沒有把輸入供電直接連接到輸出。在一部分轉(zhuǎn)換環(huán)中，Buck和Boost調(diào)節(jié)器把VIN連接到VO（通過電感和開關(guān)/二極管），這個(gè)直連使它們更有效率。
所有的Buck-boost都把所有要傳送給負(fù)載的能量儲(chǔ)存或者磁場（電感或）或者電場（電容）中，這樣就導(dǎo)致了電源轉(zhuǎn)換中的高峰值電流或者更高電壓。特別的一點(diǎn)是要考慮在輸入電壓和輸出電壓的拐角，因?yàn)榉逯缔D(zhuǎn)換電流發(fā)生在VIN-MIN和VO-MAX，但是峰值轉(zhuǎn)換電壓發(fā)生在VIN-MAX、VIN-MAX和VO-MAX。一般來說，這意味著擁有一個(gè)這樣的輸出功率的Buck-boost調(diào)節(jié)器要比一個(gè)同樣輸出功率的Buck或Boost調(diào)節(jié)器更大且效率更低。
單電感Buck-boost可以像Buck或Boost調(diào)節(jié)器一樣組建，使它在系統(tǒng)成本的角度來講很吸引人。這種拓?fù)涞囊粋€(gè)缺點(diǎn)是Vo被反置（圖2a）或者以VIN為參照（圖2b）。測平移動(dòng)或者反偏電路必須要用一些轉(zhuǎn)換器。像boost轉(zhuǎn)換器，它們有一個(gè)不連續(xù)輸出電流，并且需要一個(gè)輸出電容來維持一個(gè)持續(xù)LED電流。功率要承受一個(gè)峰值為IIN加上IF的電流還有一個(gè)峰值為VIN加上VO的電壓。
