מבנה הטופולוגיה של ספק כוח לדרייבר LED
ביישומי תאורת LED המשתמשים באספקת חשמל AC-DC, מודול הבנייה של המרת הספק כולל רכיבים נפרדים כגון דיודות, טרנזיסטורי מיתוג (FET), משרנים, קבלים ונגדים לביצוע הפונקציות שלהם, בעוד מווסת רוחב דופק (pWM) משמשים לשליטה בהמרת הספק. המרת הספק AC-DC המבודדת עם שנאים שמתווספים בדרך כלל למעגל כוללת מבנים טופולוגיים כגון פליט לאחור, קדימה וחצי גשר, כפי שמוצג באיור 1. טופולוגיית ה-Flyback היא הבחירה הסטנדרטית עבור יישומי הספק בינוני עד נמוך עם הספק נמוך מ- 30W, בעוד שמבנה חצי הגשר המתאים ביותר לספק יעילות אנרגטית/צפיפות הספק גבוהה יותר. באשר לשנאי במבנה הבידוד, גודלו קשור לתדר המיתוג, ורוב מנהלי ה-LED מסוג בידוד משתמשים בעצם בשנאים "אלקטרונים".
ביישומי תאורת LED המשתמשים באספקת חשמל DC-DC, שיטות ההנעה של LED שניתן להשתמש בהן כוללות סוג התנגדות, ווסת מתח ליניארי, ווסת מתח מתג. דיאגרמת היישום הבסיסית מוצגת באיור 2. במצב הנעה מסוג התנגדות, ניתן לשלוט בזרם הקדמי של LED על ידי התאמת התנגדות זיהוי הזרם בסדרה עם LED. מצב נסיעה זה קל לתכנון, עלות נמוכה, ואין לו בעיית תאימות אלקטרומגנטית (EMC). החיסרון הוא שהוא תלוי במתח, צריך למסך נוריות, ובעל יעילות אנרגטית נמוכה. גם ווסתי מתח ליניאריים קלים לתכנון ואין להם בעיות EMC. הם גם תומכים בייצוב זרם והגנה מפני זרם יתר (קיפול), ומספקים נקודות הגדרת זרם חיצוניות. עם זאת, החסרונות שלהם כוללים פיזור הספק והצורך שמתח הכניסה יהיה תמיד גבוה ממתח קדימה, עם יעילות אנרגטית נמוכה. ווסת המתג שולט באופן רציף על הפתיחה והסגירה של המתג (FET) דרך מודול הבקרה pWM, ובכך שולט בזרימת הזרם.
לווסת מתח מיתוג יש יעילות אנרגטית גבוהה יותר, הם בלתי תלויים במתח ויכולים לשלוט בבהירות. עם זאת, החסרונות שלהם כוללים עלות גבוהה יחסית, מורכבות גבוהה יותר ובעיות הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI). המבנים הטופולוגיים הנפוצים של ווסתי מיתוג LEDDC-DC כוללים buck, boost, buck boost או ממירי משרן ראשוני עם קצה אחד (SEpICs). כאשר מתח הכניסה המינימלי בכל תנאי העבודה גדול מהמתח המרבי של מחרוזת LED, מאמצים מבנה של ירידה, כגון שימוש ב-24Vdc כדי להניע 6 נוריות LED מחוברות בסדרה; להיפך, כאשר מתח הכניסה המרבי נמוך ממתח המוצא המינימלי בכל תנאי העבודה, מאמצים מבנה דחיפה, כגון שימוש ב-12Vdc להנעת 6 נוריות LED מחוברות בסדרה; כאשר יש חפיפה בין מתח הכניסה לטווח מתח המוצא, ניתן להשתמש בדחיפה מטה או במבנה SEpIC, כגון שימוש ב-12Vdc או 12Vac להנעת ארבע נוריות LED מחוברות בסדרה. עם זאת, למבנה זה יש את העלות והיעילות האנרגטית הפחות אידיאלית.
גם השימוש בכוח AC להנעה ישירה של LED התקדם בשנים האחרונות. במבנה זה, מיתרי LED מסודרים בכיוונים מנוגדים, עובדים בחצי מחזור, וה-LED מוליך רק כאשר מתח הקו גדול מהמתח קדימה. למבנה זה יש את היתרונות שלו, כגון הימנעות מאובדן חשמל הנגרם מהמרת AC-DC. עם זאת, במבנה זה, LED עובר בתדרים נמוכים, כך שעיניים אנושיות עשויות להבחין בתופעות מהבהבות. בנוסף, יש להוסיף אמצעי הגנת LED בעיצוב זה כדי להגן עליו מפני השפעות של עליות קו או זמני ארע.
