1.DC/DC转换电路

（1）电阻镇流电路

这种形式主要采用镇流电阻来减少输入电压波动引起的输出电压和电流的波动，等效电路如图2-5所示^[1]。图中，U_IN为电路的直流输入电压，R为镇流电阻，R_S为单个LED的线性化等效串联电阻，n为每串LED的数目，m为并联LED的串数。

图2-5 电阻镇流等效电路

设U_F为LED的正向电压，I_F为正向电流，U_ON为导通电压，则镇流电阻的设计值为

式中，U_F=U_ON+R_SI_F。

当镇流电阻选定后，每串LED上的驱动电流I_F为

由式（2-11）可知，当输入电压U_IN有波动时，驱动电流和驱动电压都会随之波动，但波动量会比未加镇流电阻时减小很多，因此其可在一定程度上稳定输出电流及输出电压。但电阻R上会消耗功率R（mI_F）²，因此降低了电路的效率。这种形式的驱动电路结构简单、成本低，但输出电流稳定度不高，调节能力差，效率低，仅适用于小功率LED应用场合。

（2）线性变换电路

线性变换电路主要利用工作于线性区的功率晶体管作为动态可调电阻来抑制输入电压波动引起的电流波动，进而实现恒流，具体又可以分为并联型电路和串联型电路，并联型电路如图2-6a所示，当输入电压U_IN增大时，流经LED的电流也将增大，通过反馈，使得功率晶体管Q的电流减小，进而其两端的电压也将减小，从而减小LED两端的电压，使得流经LED的电流大小维持不变。串联型电路如图2-6b所示，当输入电压U_IN增大时，流经LED的电流也将增大，通过反馈，使得功率晶体管Q的电流减小，从而减小LED两端的电压，使得流经LED的电流大小维持不变^[6]。

图2-6 线性变换电路

a）并联型电路 b）串联型电路

与电阻镇流电路相比，线性变换电路在控制精度上有较大的提高，而且成本较低，在低功率场合应用较多。但是因为功率晶体管工作在线性区，功率消耗较大，系统效率不高，当输出电流超过5A时，线性变换电路的功耗就成为很大问题^[7]。(www.daowen.com)

（3）电荷泵电路

电荷泵是采用泵式电容器来实现DC/DC转换功能的电压转换器。电荷泵电路的本质就是在时钟周期的一部分时间内为电容充电，通过电容对电荷的积累效应储存电能；在该时钟周期的剩余时间内，利用电容的不同连接方法释放能量得到不同的输出电压。电荷泵的电路结构中，一般都需有三个基本要素：时钟、电容和开关，种类主要有升压型和降压型。基本的升压型电荷泵原理如图2-7所示^[1]。

图2-7 升压型电荷泵原理

图2-7中，时钟信号Φ和相反，在开关时钟Φ时，开关S₁和S₃闭合，S₂和S₄断开，输入电压U_IN给电容C充电；在时钟相位，S₂和S₄闭合，S₁和S₃断开，电容C的下极板被接到U_IN，上极板电势U_O作为输出，根据电容存储电荷不能突变的原理，电容C在时钟相位Φ内存储的电荷量为U_INC，所以在时刻有

（U_O-U_IN）C+U_OC_OUT=U_INC （2-12）

经过等式变换得

当输入U_IN端也接一个和电容C_OUT同样大小的电容C_IN时，式（2-13）变为

电荷泵驱动电路根据输出方式的不同有电压输出型和电流输出型两种，分别输出恒定电压和恒定电流。电荷泵电路的最大优势是无需使用电感元件，具有尺寸小、成本低、噪声低、辐射EMI低以及控制能力强等特点。当输出电压与输入电压成一定倍数关系时，电荷泵电压转换效率效率可达90%以上，但是效率会随着两者之间的比例关系而变化，有时效率也低至70%以下。因此，电荷泵驱动电路在大功率LED的照明驱动应用中受到了限制。

（4）开关变换电路

开关变换电路主要通过开关的开通或关断，把一个等级的电压变换成负载端另一个等级的电压。它兴起于20世纪70年代，在过去几十年中，提出了数十种电路拓扑结构，应用于各种开关电源系统。开关变换电路的能量损耗主要是在开关管上，能量变换效率非常高，可以达到90%以上。与线性变换电路相比，开关变换电路具有较高的效率和功率密度；与电荷泵电路相比，开关变换电路的电压变换形式更灵活范围更大。因此，开关变换电路目前已经成为LED驱动电源的主流形式。开关变换电路主要分为非隔离型拓扑和隔离型拓扑两大类，前者主要包括降压式（Buck）、升压式（Boost）、降压-升压式（Buck-Boost）、Cuk变换、Zeta变换和SEPIC变换等；后者主要包括正激（Forward）、反激（Flyback）、推挽（Push-pull）、半桥（Half-bridge）、全桥（Full-bridge）等结构，开关变换电路在第3章将详细介绍。

2.AC/DC转换电路

该类电路的一般结构是在其交流输入端加整流滤波环节，先实现交流电压向直流电压的转换，然后再套用DC/DC转换电路，实现各种灵活的直流电压、直流电流变换。