標準電燈正在經歷一場革命。出于保護能源和應對全球氣候變暖的考慮，美國一些州和其它一些國家開始禁止使用低能效的白熾燈泡。各種新技術正紛紛被用于替換白熾燈泡，其中緊湊型真空熒光燈(CFL)是主要替代方案。盡管這種CFL燈的功耗僅為白熾燈的20%，但卻含有有毒物質汞。相比之下，LED燈可以提供更高效和更環保的解決方案。

　　LED最初的商業應用出現在上世紀七十年代，但因其光輸出極低，應用范圍也僅限于指示燈和計算器顯示屏等領域。如今，能夠產生白光的高功率LED在效率方面不斷得以提升，價格也在逐年下降，因此它已成為主流照明應用值得考慮的選擇之一。預計隨著LED技術的發展，到2012年其發光效率將達到150流明/瓦，1000流明的成本將不足5美元(資料來源：OIDA)，屆時LED有望成為室內照明的主要來源。

　　正是由于認識到使用LED來實現標準燈泡替換的目標是完全可行的，也為了往減少住宅、辦公場所、工廠和市政建筑中照明能源消耗的道路上邁出非常重要的一步，美國國會專門設立了一項1,000萬美元的巨額大獎，用來獎勵第一家開發出60瓦白熾燈替換燈具(在標準 A19燈泡中使用LED)的公司或者個人。該獎項是點亮明天照明獎(Bright Tomorrow Lighting Prizes)的分項獎，而點亮明天照明獎正是最近剛成為美國正式法律的《能源獨立和安全法案》的組成部分。該獎項一旦落定，美國政府采購辦公室就必須采購此類LED燈泡并在所有政府辦公場所中使用。

　　不過，要想摘取該獎項，設計必須達到以下條件：燈泡必須能夠產生900流明的光;功耗低于10瓦(發光效率大于90流明/瓦);相對色溫(CCT)必須介于2750K至3000K之間;預期工作壽命要達到25,000小時以上，且流明維持率為70%;燈泡必須能批量生產和大量銷售。

　　因此，有意角逐此獎項的設計工程師所面臨的主要問題是，設計出的電源必須能高效率地驅動LED，使之達到所需的亮度，而且在滿足EMC法規要求的同事，電路板的體積要足夠小，以便裝入普通燈具。由于必須在LED技術、設計和實現方面取得重大突破，所以無論誰成為1000萬大獎的最終得主，都將當之無愧。LED目前所達到的最高發光效率大約為75流明/瓦，但LED制造商正在取得很大進展，一旦LED的發光效率達到100流明/瓦的水平，LED燈將能實現90流明/瓦的目標。然而，這仍要使用能效為90%、非常緊湊的電源。

　　Power Integrations公司現在可以設計出能夠裝入燈泡外殼的電源方案，其能效超過90%，成本低且適合大量生產。本文討論的一款基于Power Integrations公司的LNK306PN的10W電源設計簡單、成本低，不僅其工作效率高達91%以上，能提供恒定的LED電流，而且能滿足EMI要求。

　　高效電源是成功開發白熾燈替換方案的必要因素，但首先會面臨散熱問題。例如，效率為70%的電源會將30%的電能轉換為熱能，除非將熱量散發出去，否則燈泡溫度的陸續上升將會大幅降低LED和電源的使用壽命。更重要的是，使用高效電源是盡量減少所謂的照明總成本的一個基本要求。照明總成本包括燈泡(以及更換燈泡)的初始成本和消耗電能的成本構成。如果LED燈制造商希望在LED燈市場上占取一定份額，他們就必須證明其LED燈與同類產品相比具有較低的總體成本。如圖1所示，即使LED的電源效率提高1%，節能效果也非常明顯。

圖1：LED的電源效率即使提高1%，也會帶來非常明顯的節能效果。

　　如果電源效率提高1%，10W LED燈(相當于60W白熾燈)將節省0.42美元的電費。因此，如果電源效率提高10%，則一個1,000流明LED燈在其工作壽命期間所節省的總成本將抵消其初始成本，這樣LED燈的照明總成本就會低于白熾燈的照明總成本。

　　下文描述的電源設計采用了最少的元件數量，但在所有工作條件下的效率均超過90%。優化電效率的簡單方法是盡量提高電壓和降低電流。為實現這個目標，需要串聯連接LED，并使用70V/135mA的降壓式電源(圖2)。此設計大約需要20個LED。不過，如果使用大量的低電流LED而不是少量的高電流器件，將改善光在所有方向上的傳播效果，并使任何一個LED的功率消耗保持在較低的可控水平，從而降低燈的溫升，以延長燈的使用壽命并提高發光效率。

圖2：驅動LED陣列的70V、9W恒流降壓式轉換器電路圖。