在中功率LED應(yīng)用中，相較于三級架構(gòu)，雙級架構(gòu)所帶來的效益為節(jié)省電路空間與成本，并提升整體轉(zhuǎn)換器效率。而針對第二級架構(gòu)選用LLC轉(zhuǎn)換器能降低切換損耗，相較于返馳式轉(zhuǎn)換器(FlybackConverter)能減少漏感損耗，亦降低初級與次級功率元件的電壓額定，故可望被采用于LED驅(qū)動級，如圖1。

　　圖1 中功率LED應(yīng)用的雙級架構(gòu)示意圖

　　然而，對于寬電壓輸出應(yīng)用，電源設(shè)計者多缺乏設(shè)計經(jīng)驗而仍沿用返馳式轉(zhuǎn)換器來涵蓋至中功率范圍，無法進(jìn)一步提升驅(qū)動電路的性能。本文將由LLC工作原理帶領(lǐng)讀者認(rèn)識廣范圍輸出電壓LLC的設(shè)計概念，主要宗旨在于掌握增益曲線的變化，即可定向的控制LED電流。

　　諧振轉(zhuǎn)換器對于電路效率之貢獻(xiàn)在于協(xié)助功率開關(guān)于零電壓切換，減少切換損耗。其透過控制開關(guān)導(dǎo)通時間，調(diào)節(jié)輸出能量，于開關(guān)換相時間前，帶走原先儲存于MOSFET雜散電容上的電荷，并將此能量轉(zhuǎn)送至輸出端，配合諧振槽并振頻率設(shè)計，不過前提是變壓器激磁電感或漏感的儲能足以帶走雜散電容中的電荷，如圖2所示。而諧振轉(zhuǎn)換器的開關(guān)導(dǎo)通時間若為對稱，使變壓器儲能與釋能時間相同，可平均次級功率元件之電壓與電流應(yīng)力；此型諧振轉(zhuǎn)換器采變頻控制，常見的有串聯(lián)諧振(SRC)、LLC與LCC轉(zhuǎn)換器。

　　圖2 諧振電路實現(xiàn)開關(guān)零電壓切換

　　LLC轉(zhuǎn)換器于輕載情況下可透過激磁電感的充放電來調(diào)節(jié)輸出電壓，縮小輕載至滿載的頻率變化范圍，而SRC則必須操作在極高頻率才能維持輕載輸出，若針對LED有大幅輸出電壓變動的應(yīng)用，更是難以找到操作點(diǎn)。

　　LCC藉由變壓器端并聯(lián)等效電容的路徑，使諧振電容的電壓擺幅更大，具備比其他諧振轉(zhuǎn)換器更寬廣的電壓操作范圍。過去LCC常應(yīng)用于氣體放電燈，可輕易達(dá)到高壓點(diǎn)火(Ignite)電壓，穩(wěn)態(tài)操作下亦為零電壓切換。但對于轉(zhuǎn)換器效率而言，初級開關(guān)電流增加將造成更大的導(dǎo)通損失，使LCC架構(gòu)目前仍多于評估階段。針對LED應(yīng)用，大多數(shù)客戶皆要求有大范圍電壓輸出，以利涵蓋更多照明應(yīng)用場合，且針對調(diào)光的要求更是嚴(yán)謹(jǐn)，尤其在光品質(zhì)(Lightquality)部份。例如在極低輸出功率情況下，LED應(yīng)用仍不容許驅(qū)動器進(jìn)入脈沖模式(Burstmode)，因為會造成閃爍(Flicker)。

　　單純的是，LED不同于資訊類產(chǎn)品要求保持時間(Hold-uptime)，故在容許的PF值與電壓應(yīng)力范圍內(nèi)決定PFC輸出電壓，對于諧振槽可考慮采取單一輸入電壓的佳化設(shè)計。

　　為簡化討論，筆者將LED負(fù)載變化范圍視為不同的直流電阻值，如圖3所示。藉由簡化次級直流電阻至一單純交流電阻Rac，取得近似的等效模型。其中Rac可表示為公式1。

　　圖3 LLC諧振交流等效電路