LED 需要電路驅(qū)動(dòng)器將標(biāo)準(zhǔn)的交流電壓轉(zhuǎn)換為可使用的直流電流與電壓。

　　為使LED燈泡兼容標(biāo)準(zhǔn)的燈口，且不犧牲其工作壽命，設(shè)計(jì)人員必須以某種不會(huì)增加燈泡潛在故障機(jī)制的方式，將驅(qū)動(dòng)電路與燈泡整合到一起。

　　驅(qū)動(dòng)電路要將高的交流電壓轉(zhuǎn)換為低的直流電壓，因此必需做電氣隔離。一種方案是采用實(shí)時(shí)波形分析，通過(guò)隔離變壓器初級(jí)端檢測(cè)LED電流，這樣，無(wú)需來(lái)自輸出端的直接反饋，就可以保持對(duì)LED串的嚴(yán)格恒流調(diào)節(jié)。

　　驅(qū)動(dòng)LED的兩步方案是在前面用一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器，為調(diào)光器提供所需要的負(fù)載阻抗（減少可能造成損壞的浪涌電流），并且使輸入電流與線路電流同相，從而提高了電路的整體功率因數(shù)。

　　全球各地政府都出臺(tái)了要求白熾燈逐步退市的規(guī)定，這推動(dòng)了向固態(tài)照明技術(shù)的轉(zhuǎn)變。LED照明較傳統(tǒng)方式有明顯的優(yōu)勢(shì)，尤其是LED燈泡提高了每瓦流明性能，而降低了每流明的成本。

　　LED技術(shù)與被替代的傳統(tǒng)白熾燈相比，主要好處是更長(zhǎng)的工作壽命，以及更低的每瓦小時(shí)工作成本。比起相對(duì)脆弱的白熾燈和熒光燈，固態(tài)照明技術(shù)的堅(jiān)固性是對(duì)消費(fèi)者的重要賣點(diǎn)。白熾燈的典型壽命大約是1000小時(shí)（參考文獻(xiàn)1）。而LED燈泡號(hào)稱有5萬(wàn)小時(shí)以上的工作壽命（參考文獻(xiàn)2），同時(shí)在等效光輸出下，功耗只有前者的約20%.

　　但是，如果設(shè)計(jì)者不采取一些必要的預(yù)防措施，LED照明就可能無(wú)法向消費(fèi)者兌現(xiàn)約25年無(wú)需更換燈泡的承諾。LED及其驅(qū)動(dòng)電路的復(fù)雜性與可靠性（還必須與傳統(tǒng)調(diào)光技術(shù)兼容）都是設(shè)計(jì)者必須考慮解決的問(wèn)題，這樣才能獲得最長(zhǎng)的LED照明系統(tǒng)工作壽命。

　　LED正常工作要求有恒定的直流電流，且電壓遠(yuǎn)低于整流后的交流線電壓，因此需要將標(biāo)準(zhǔn)交流電壓降低到可用電平的驅(qū)動(dòng)電路。要使LED燈泡與標(biāo)準(zhǔn)燈口兼容，設(shè)計(jì)者必須將驅(qū)動(dòng)電路集成在燈泡內(nèi)。如果處理不當(dāng)，這種整合就會(huì)增加LED燈泡發(fā)生機(jī)械故障的可能性。

　　以往的LED燈泡驅(qū)動(dòng)器都需要大量外接元件、高價(jià)的隔離元件，以及特殊的設(shè)計(jì)策略，以防止關(guān)鍵元件出現(xiàn)長(zhǎng)期老化問(wèn)題（如電解電容）。現(xiàn)在，驅(qū)動(dòng)電路的整合使燈泡更容易產(chǎn)生可靠性問(wèn)題，如早期失效或使MTTF（平均無(wú)故障時(shí)間）率下降。

　　MTTF 是對(duì)首次出現(xiàn)故障時(shí)間的量度值，通常以電路中每種元件的FIT率（每10億小時(shí)故障率）計(jì)算得出。由于驅(qū)動(dòng)電路要將大交流電壓（100Vac/220V ac）降低到可為L(zhǎng)ED供電的一個(gè)dc電壓，因此出于安全考慮要做電氣隔離。

　　在典型的電氣隔離AC/DC轉(zhuǎn)換器中，會(huì)用一個(gè)分立的光隔離器（或光耦）提供從次級(jí)端到初級(jí)端控制器的反饋，它將一個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，使該信號(hào)通過(guò)光障，然后再轉(zhuǎn)換回電信號(hào)（圖1）。因?yàn)楣怦畹腇IT率高于半導(dǎo)體元件，因此就降低了整個(gè)電路的MTTF指標(biāo)。

　　另外，由于老化的影響，光耦的電流傳輸率可能會(huì)隨時(shí)間和溫度而改變。這種變動(dòng)會(huì)影響到電源的回路穩(wěn)定性，縮短LED驅(qū)動(dòng)電路的壽命。雖然很多LED燈和燈具可以工作在高的PCB溫度下，但設(shè)計(jì)者必須消除這些薄弱環(huán)節(jié)，才能獲得更長(zhǎng)的壽命。

　　圖2顯示了iWatt公司的初級(jí)端數(shù)字控制技術(shù)PrimAccurate.這種專利方案采用實(shí)時(shí)波形分析，通過(guò)隔離變壓器初級(jí)端來(lái)檢測(cè)LED電流，而不需要來(lái)自輸出端的直接反饋，同時(shí)保持了對(duì)LED串的嚴(yán)格恒流調(diào)節(jié)。

　　該技術(shù)的另一個(gè)好處是內(nèi)部反饋回路補(bǔ)償，它簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，減少了外接元件的數(shù)量，尤其是不需要光耦這種有最高FIT率的元件，提高了LED驅(qū)動(dòng)電路的可靠性，因此改善了燈泡的整體可靠性?！?/p>

　　今天生產(chǎn)的LED燈泡還必須與家庭中現(xiàn)有的照明技術(shù)反向兼容。調(diào)光器提供了家居的氣氛照明，而LED照明做白熾燈替代品的一個(gè)好處就是可以方便地調(diào)光，比熒光燈更有效地符合白熾燈泡的特性。

　　不過(guò)，要支持調(diào)光功能，LED驅(qū)動(dòng)器需控制多個(gè)因素，包括調(diào)光器檢測(cè)、兼容性，以及光閃爍等。為了優(yōu)化照明系統(tǒng)的工作壽命，在與LED驅(qū)動(dòng)器一起使用調(diào)光器時(shí)，一個(gè)關(guān)注點(diǎn)是耐用性。

　　典型的A 型白熾燈泡是純阻性的。當(dāng)用調(diào)光器來(lái)控制普通A型燈泡的亮度時(shí)，調(diào)光器上的負(fù)載也是純阻性的，通過(guò)調(diào)光器的是恒定電流，可以控制。

　　而LED驅(qū)動(dòng)器實(shí)際上是一個(gè)電流源，其輸入端對(duì)調(diào)光器來(lái)說(shuō)，有高的容性，在上電時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)巨大的浪涌電流為容性負(fù)載充電，然后才穩(wěn)定到一個(gè)低得多的電流水平。這個(gè)浪涌電流可能損壞標(biāo)準(zhǔn)調(diào)光器，必須減小這個(gè)電流，以避免損及調(diào)光電路的壽命。

　　調(diào)光器浪涌問(wèn)題的一個(gè)解決方法是采用一種兩級(jí)方案來(lái)驅(qū)動(dòng)LED,而不采用直接的反激轉(zhuǎn)換器方法，因后者有高的容性輸入阻抗。在兩級(jí)方案中，初級(jí)用于將阻抗提升到一個(gè)可控水平，從而降低浪涌電流，為調(diào)光器提供所需要的安全與保護(hù)。

　　iWatt公司的iW3616 LED驅(qū)動(dòng)器（圖3）就采用了兩級(jí)方案，它有一個(gè)雙重功能的初始升壓轉(zhuǎn)換器：首先，為調(diào)光器提供所需的負(fù)載阻抗，減少浪涌電流；其次，使輸入電流保持與電源電流相同的相位，以提高整個(gè)電路的功率因數(shù)。這種方案不僅能夠延長(zhǎng)調(diào)光器的壽命，而且也可以產(chǎn)生高的功率因數(shù)。iW3616中提供初級(jí)端控制的數(shù)字塊包含檢測(cè)算法，幾乎能與市場(chǎng)上所有現(xiàn)成調(diào)光器一起配合使用。同一算法還控制著升壓轉(zhuǎn)換器，優(yōu)化電路的動(dòng)態(tài)輸入阻抗，以改善功率因數(shù)，并降低浪涌電流。

　　在優(yōu)化LED燈泡工作壽命時(shí)，還有一個(gè)同樣重要的考慮因素，這就是LED本身的預(yù)期壽命。與所有半導(dǎo)體元件一樣，LED的工作結(jié)溫越高，其預(yù)期壽命就越短。電解電容也有預(yù)期壽命，同樣取決于工作溫度。

　　一種方案是降低LED的額定驅(qū)動(dòng)電流，以及簡(jiǎn)單地用多只LED來(lái)產(chǎn)生特定的光輸出量，這樣單只LED上發(fā)熱較少，因此降低了結(jié)溫。這種方法可延長(zhǎng)燈泡工作壽命，但換得的是更高的方案成本，因?yàn)樾枰嗟腖ED.此外，它還無(wú)法適應(yīng)外部因素，例如燈具的物理尺寸特性，發(fā)熱量可能超過(guò)預(yù)期。

　　另一種方法是優(yōu)化LED的最大電流，即設(shè)立一個(gè)最高結(jié)溫，超過(guò)則會(huì)觸發(fā)LED電流的下降，以避免老化?，F(xiàn)有數(shù)字LED驅(qū)動(dòng)控制器實(shí)現(xiàn)了一個(gè)兩級(jí)保護(hù)機(jī)制，設(shè)計(jì)者用一只外接器件就可以設(shè)定最高LED溫度。LED結(jié)附近放一個(gè)NTC（負(fù)溫度系數(shù)）電阻做溫度監(jiān)測(cè)器。NTC電阻連接到LED驅(qū)動(dòng)IC上，用溫度反饋器件來(lái)保護(hù)LED.

　　圖3中的iW3616采用了一只NTC器件來(lái)保護(hù)LED燈泡中的LED.如果LED結(jié)達(dá)到了NTC元件所設(shè)定的最大溫度閾值，則控制器以10%的間隔減少LED電流，直到溫度穩(wěn)定為止。如果溫度降下來(lái)了，則LED電流以相同的反向10%步長(zhǎng)，逐步回到其最大設(shè)定值，并有適當(dāng)?shù)倪t滯量以防止振蕩。如果發(fā)生重大故障事件，失效恢復(fù)模式可將通過(guò)LED的電流降低到預(yù)設(shè)輸出電流的1%.這種過(guò)熱保護(hù)結(jié)構(gòu)為L(zhǎng)ED燈泡提供了設(shè)計(jì)的靈活性，極端工作條件下仍會(huì)為燈泡提供完全的保護(hù)，設(shè)計(jì)者不必再擔(dān)心這類問(wèn)題。

　　LED已經(jīng)發(fā)展到成本與光輸出可與其它競(jìng)爭(zhēng)方案相匹敵的階段，LED照明正在努力地成為家居白熾照明的實(shí)用替代品。這一新技術(shù)的成功關(guān)鍵是驅(qū)動(dòng)器的實(shí)現(xiàn)。要確保LED真正具有號(hào)稱的長(zhǎng)工作壽命，除了設(shè)計(jì)人員都在努力優(yōu)化的效率和成本參數(shù)以外，其它因素也非常關(guān)鍵，如溫度、調(diào)光控制與可靠性等。