LED 照明计算

　　LED 照明市场迅速增长背后的主要驱动力之一是，与白炽灯甚至 CFL 照明相比，LED 灯能极大地节省功率。因此，研究一下用现有 LED 能节省的功率以及未来几年内功率将怎样进一步节省是有意义的。

　　60W 白炽灯：

　　提供约 800 lms (流明)，可转换为 13.3 lms/W (流明/瓦)。

　　现有 LED：

　　就商用产品而言，目前的效率在 50 lms/W ～ 170 lms/W 之间。

　　未来的 LED：

　　将提供范围为 200 lms/W ～ 230 lms/W 的效率。然而，最大的理论效率约为 250 lms/W。

　　就照明用途而言，我们来考虑一下 100 lms/W 的 LED。LED 本身所需要的电功率为 800 lms /100 lms/W = 8W。不过，AC/DC LED 驱动电子线路的效率也必须考虑在内，就高性能 LED 驱动器而言，这个效率为 85%。因此，离线式电源所需的总功率为 8W/0.85 = 9.4W，从而与白炽灯相比，功率节省了 84%。如果用 65 lms/W 这个更加保守的数字，那么相对于白炽灯耗用的功率而言，LED 功率可降低 75%。展望未来，当提供 200 lms/W 的 LED 可用时，功率将节省多达 92%。为了满足目前能源之星的要求，相对于标准白炽灯，LED 灯的功率必须降低至少 75%，才能取代白炽灯。

　　用离线式电源为 LED 供电

　　能用离线式电源驱动 LED 就可使应用越来越快地增加，因为在商用建筑和住宅中，可非常便利地得到这种形式的电源。尽管 LED 灯的附属装置相对简单，最终用户非常容易安装，但是对 LED 驱动器 IC 的要求却极大地提高了。因为 LED 需要一个良好调节的恒定电流源，以提供恒定的光输出，所以用 AC 输入源给 LED 供电需要一些特殊的设计方法，要满足一些非常特别的设计需求。

　　在世界上不同地区，离线式电源参数可能不同，一般在 90VAC～265VAC之间，频率则为 50Hz～65Hz。因此要制造面向全球市场的 LED 附属装置，最好拥有这样一个电路设计：无需修改就能使 LED 用在全球任何地方。这就需要单一 LED 驱动器 IC 能处理多种输入电压和频率。

　　此外，很多离线式 LED 应用需要 LED与驱动电路之间实现电气隔离。这主要出于安全考虑，是几家监管机构要求的。电气隔离一般由隔离型反激式 LED 驱动器拓扑提供，该拓扑运用变压器隔离驱动电路的主端和副端。

　　由于采用 LED 照明的驱动力是，提供特定光输出量所需的功率可极大地降低，因此当务之急是，LED 驱动器 IC 要提供最高效率。因为 LED 驱动器电路必须将高压 AC 电源转换为更低的电压和良好调节的 LED 电流，所以 LED 驱动器 IC 必须设计为，提供高于 80% 的效率，以不浪费功率。

　　而且，为了在住宅应用中常见的 TRIAC 调光器已经大量安装到位的情况下使 LED 花样翻新灯成为可能，LED 驱动器 IC 必须与这些调光器一起高效运作。TRIAC 调光器专为与白炽灯和卤素灯很好地配合工作而设计，这两种灯是理想的阻性负载。然而，LED 驱动器电路一般是非线性的，而且不是纯阻性负载。其输入桥式整流器在 AC 输入电压处于其正峰值和负峰值时通常吸收高强度的峰值电流。因此，LED 驱动器 IC 必须通过设计来“模仿”一个纯阻性负载，以确保 LED 在不产生任何明显闪烁的情况下正确起动，并利用一个 TRIAC 进行适当的调光。

　　就 LED 照明而言，PFC 是一个重要的性能规格。简言之，如果所吸取的电流与输入电压成正比且同相，那么功率校正因数为 1。因为白炽灯是一种理想的电阻性负载，所以输入电流和电压同相，且 PFC 为 1。PFC 特别重要，因为它与本地电力供应商所需提供的电功率有关。也就是说，在一个电力系统中，与一个具有高功率因数的负载相比，在所传输的有用功率相同的情况下，一个具有低功率因数的负载吸取更大的电流。因为所需电流较高，所以在配电系统中损失的能量也提高了，这反过来又需要更粗的导线和其他传输设备。较大的设备和能源浪费增加了成本，所以电力公司通常对功率因数较低的工业或商用客户收取较高的费用。LED 应用的国际标准仍然处于开发之中，不过大多数人相信，就 LED 照明应用而言，将要求 PFC > 0.90。