电气电子行业是模块化设计方法最早的应用领域之一，早在1923年，为解决成套电子设备结构的通用互换问题，美国制定了机箱面板和机架尺寸系列标准，后升级为IEC标准，一直沿用至今；1964年，IBM360模块型计算机系统的诞生，导致硅谷计算机产业群的兴起；目前模块化设计方法在很多电气、电子系统中已经广泛应用，如抽屉式电气开关柜、PLC控制系统、PC（计算机）系统等。

LED驱动电源的核心是驱动电路，电路的模块化设计与上述电气电子系统的不同点在于，它主要在电路设计阶段采用模块化方法，在最终的电路板上则各模块集成为一体，不像一般系统中的模块那样可以装配、拆卸，但模块化思想对于LED驱动电源的电路设计、分析解剖、故障查找等都是很有帮助的。下面重点介绍DC/DC、AC/DC两类LED驱动电源的模块化方法，其他分类方法的电源类型基本可以从这两类中通过相关模块组合得到。

1.DC/DC驱动电源的模块化

根据2.1节中LED驱动电源的功能要求，DC/DC驱动电源的功能分解及模块划分如图2-16所示，驱动电源的总功能首先分解为5个一级子功能，其中，DC/DC变换、恒压/恒流/保护为必选功能，以完成必需的电压转换、输出恒定及基本保护等功能；滤波、调光、单灯控制为可选功能，可根据具体应用需求适当选择。一级子功能又可进一步细化为相对简单独立的二级子功能，各二级子功能基本上均可由相应的电路模块实现。

图2-16 DC/DC驱动电源的功能分解及模块划分

基于上述电路模块，模块化DC/DC驱动电源的实现原理框图如图2-17所示，主电路中，外部供电的输入直流电压为U_IN，如果该直流电压波动较大，或叠加有较大环境干扰，此时可以在输入电压后加输入滤波模块进行处理，以吸收干扰噪声、稳定输入电压；其后接DC/DC拓扑电路，完成要求的输入U_IN到输出U_O的基本转换；由于DC/DC转换电路大多采用高频开关方式，其输出电压一般有纹波，有时还叠加有环境干扰，此时其后可以加输出滤波模块，以吸收干扰、稳定输出电压；然后该输出电压U_O为LED负载供电，提供要求的驱动电流I_O。控制回路中，对实际输出电压U_O/输出电流I_O进行采样，经过反馈模块送回控制芯片，控制芯片通过与输出电压设定值U_ONOM/输出电流设定值I_ONOM的比较，按照一定规律调整DC/DC主拓扑电路的控制量（一般开关变换电路为占空比），通过闭环反馈控制原理使输出电压/输出电流始终稳定在设定值U_ONOM/I_ONOM，实现恒压/恒流输出。如果LED灯具有调光要求，此时可根据控制芯片允许的调光方式，选择PWM调光模块或模拟调光模块，以实时改变输出设定值，从而实现调光功能。如果该灯具还需要复杂的控制功能，就需要增加单灯控制器，一般通过环境传感器监测环境的光照、人员等实时信息，经过I/O接口送回控制器，控制器根据各种设定工况的要求，按照相应的控制算法计算出此时理想的驱动电源输出，并经I/O接口修改控制芯片的输出设定值；如控制模式采用内设时间表控制，则无需外加环境传感器；此外，单灯控制器还可以通过通信接口与上位机或遥控器等进行交互，实现更加灵活的控制。单灯控制器可以实现复杂的照明控制，如自动调节LED亮度、色温、颜色、动态变化等，控制方式可以采用环境自适应、时间表、场景设定等多种形式，但其对驱动主电路的控制入口主要还是修改其输出设定值。

图2-17 模块化DC/DC驱动电源的实现原理框图(www.daowen.com)

根据图2-17模块化DC/DC型驱动电源的实现原理，通过可选功能模块的选择，可以实现驱动电源的横系列模块化设计；在纵向，DC/DC主拓扑可以根据实际情况选择线性变换、电荷泵、开关变换等不同形式的模块，从而可设计出按主电路结构分类的不同类型的驱动电源；通过对输出采样模块的选择，可以设计出按照输出形式分类的恒压/恒流/复合等不同类型的驱动电源，从而实现纵系列模块化设计；在此基础上，还可进一步实现全系列或跨系列模块化设计。

2.AC/DC驱动电源的模块化

根据2.1节中LED驱动电源的功能要求，AC/DC驱动电源的功能分解及模块划分如图2-18所示，驱动电源的总功能首先分解为8个一级子功能，其中，AC/DC变换、恒压/恒流/保护为必选功能，以完成必需的电压转换、输出恒定及基本保护等功能；浪涌保护、滤波、EMC（电磁兼容）、PFC（功率因数校正）、调光、单灯控制为可选功能，可根据具体应用需求适当选择。一级子功能又可进一步分为相对简单独立的二级子功能，并由相应的电路模块实现。

图2-18 AC/DC驱动电源的功能分解及模块划分

基于上述电路模块，模块化AC/DC驱动电源的实现原理框图如图2-19所示，主电路中，外部供电的输入交流电压为U_AC，如果该灯具采用晶闸管调光方式，则一般晶闸管调光器串入主电路输入端，主电路的真正输入为经调光器斩波后的畸变交流电压；如果输入端存在雷击、浪涌、冲击等可能，需要限制瞬时过电压或泄放浪涌电流时，可以接入浪涌保护模块；为了减小交流输入端引入的电磁干扰、保证驱动电源正常工作，同时减小驱动电源因高频开关模式引起的电磁干扰对电网或其他设备的影响，需要接入输入EMC模块；经过上述输入处理后，相对纯净的交流电压必须经过输入整流模块实现基本的AC/DC转换，得到脉动直流电压；为了减小直流电压脉动程度及环境干扰，可以在整流后加输入滤波模块；为了满足驱动电源的功率因数指标要求，可以在其后接入PFC（功率因数校正）模块；此时，输出的电压基本上为波动较小的直流电压，其后就可直接连接DC/DC主拓扑电路和输出滤波模块，输出U_O为LED负载供电，提供要求的驱动电流I_O。此外，为了满足更为严格的EMC要求，有时还需在开关管、输出二极管、接地等一些关键环节进行其他EMC处理。控制回路与前述DC/DC驱动电源基本相同，只是当采用晶闸管调光时，主电路中DC/DC主拓扑模块前的直流电压要经过一定的变换电路形成相应的设定值给控制芯片。如果该灯具还需要复杂的控制功能，也需要增加单灯控制器，原理与前述DC/DC驱动电源相同。在上述模块化AC/DC驱动电源实现原理基础上，同样可以实现横系列、纵系列、全系列、跨系列的模块化设计。

图2-19 模块化AC/DC驱动电源的实现原理框图