深入研究之後,就會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣做的一個(gè)主要缺點(diǎn)是:負(fù)載和回饋電路二者是完全相同的。參考電壓被加在與LED串聯(lián)的一個(gè)電阻上,這意味著參考電壓或LED電流越高,電阻消耗的功率越大。所以,第一代專(zhuān)用LED驅(qū)動(dòng)積體電路的參考電壓要遠(yuǎn)低於現(xiàn)在的產(chǎn)品,這類(lèi)似於電池充電器。電壓更低意味著功耗更低,也意味著更小、更便宜、更低損耗的電流檢測(cè)電阻。在圖1b所示的簡(jiǎn)單的低端回饋環(huán)境下,200mV是常規(guī)的電壓選擇。但是,要在200mV參考電壓下實(shí)現(xiàn)±1%的容差,則需要一個(gè)價(jià)格很高的積體電路,此時(shí)相對(duì)於標(biāo)稱(chēng)參考電壓的容差為±2mV。盡管這并不是不可能實(shí)現(xiàn)的,不過(guò)更高的精度需要更高的成本?!?mV的容差需要高精度電壓參考所需的生產(chǎn)、測(cè)試和分級(jí)技術(shù),此時(shí),附加成本應(yīng)花費(fèi)在更智慧的LED驅(qū)動(dòng)器上。新的費(fèi)用的價(jià)值是增加了一個(gè)反饋回路,借助該回路,可以利用光輸出(而非電流輸出)來(lái)控制如何驅(qū)動(dòng)LED。
測(cè)量光輸出
就像數(shù)位產(chǎn)品設(shè)計(jì)師在電源設(shè)計(jì)中遇到不確定問(wèn)題時(shí)會(huì)采取模擬解決問(wèn)題那樣,電力電子工程師出身的系統(tǒng)架構(gòu)師在進(jìn)行LED燈具設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)想到高精度的輸出。LED制造商已經(jīng)清楚的表明,光通量與前向電流成正比。利用相同的電流驅(qū)動(dòng)所有LED,那麼每個(gè)LED會(huì)產(chǎn)生相同的光通量。因此,電力電子工程師就會(huì)得出結(jié)論:高精確度的電流是必須的。這樣一來(lái),他們就忘記了光輸出的流明和勒克斯值(而不是安培值)才是重點(diǎn)。測(cè)量電流是很容易的,而相對(duì)的,測(cè)量光則需要昂貴的大型設(shè)備,如圖2所示的積分球,而大部分電子工程師對(duì)積分球都不太了解。
另外,即使容差為±0.1%的電流源(其價(jià)格會(huì)相當(dāng)高)有巨大的市場(chǎng)價(jià)值,它對(duì)在實(shí)際光輸出中產(chǎn)生嚴(yán)格的容差值上沒(méi)有什麼作用。透過(guò)觀察LED光通量的分級(jí)可以確定這一點(diǎn)。表1給出了世界三大頂級(jí)電力光電半導(dǎo)體制造商的高階冷白光LED在350mA和25℃下的光通量分級(jí)結(jié)果。注意最後一列是各分級(jí)的容差平均值,而不是所有光通量分級(jí)范圍內(nèi)的容差。
計(jì)算光輸出精度
了解到來(lái)自單個(gè)通量分級(jí)的LED光輸出會(huì)有±3%到±10%的容差之後,系統(tǒng)工程師可能會(huì)因此得出結(jié)論:驅(qū)動(dòng)電流容差值必須是越嚴(yán)格越好。然而從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度來(lái)看,該觀點(diǎn)并不正確。一個(gè)常見(jiàn)的但不正確的假設(shè)是:任何值的整體容差都等於最壞條件下各值的簡(jiǎn)單加總僅。為L(zhǎng)ED供電的電流源的容差和LED光通量的容差是互不相關(guān)的──它們?cè)谧畛蹼A段就已相互獨(dú)立。對(duì)於不相關(guān)的兩個(gè)因數(shù)X和Y,整體容差Z并不是X和Y的容差之和,而是應(yīng)該利用下述運(yùn)算式進(jìn)行計(jì)算:
表2和圖3給出了整體容差和一列假設(shè)電流源容差的對(duì)比情況,此時(shí)假設(shè)LED光輸出在350mA的區(qū)域內(nèi)隨前向電流呈線性變化。