1、不同電源及功率等級的LED 照明驅(qū)動器方案隨著LED 技術的發(fā)展，LED 的應用已經(jīng)從傳統(tǒng)的小功率便攜產(chǎn)品背光拓展至中大功率的室內(nèi)照明、室外照明及手電筒等應用。根據(jù)驅(qū)動電源的不同，LED 照明通?？梢詣澐譃榻涣?直流(AC-DCLED照明、直流-直流(DC-DCLED照明電源以及電池供電的LED 手電筒等不同類型，LED 燈具及其功率也各不相同，如3WPAR16、3×2WPAR20、10W/15WPAR30、15W/22WPAR38、1WG13、3WGU10、1WMR11、3WMR16、3W/9W/15W嵌燈、1W-3W 閱讀燈等。1、AC-DCLED 照明解決方案安森美半導體在AC

2、-DC 電源供電的LED 照明應用中，提供各種離線控制器及功率因數(shù)校正(PFC控制器，并配合隔離及非隔離要求提供不同的LED 應用方案。在交流線路電壓與LED 之間沒有物理電氣連接的隔離應用中，常見的拓撲結構有反激(Flyback及雙電感加單電容(LLC半橋諧振。不同拓撲結構適合于不同的功率范圍或是用于滿足特別的設計要求。例如，反激拓撲結構是小于100W 的中低功率應用的標準選擇，而LLC 半橋拓撲結構是大功率和高能效的首選方案。 圖1：不同功率范圍的隔離型拓撲結構AC-DCLED 照明應用中，小功率的LED 應用通常以恒流(CC來驅(qū)動，而恒壓(CV功能是在輸出開路的情況下作為保護功能。大功率

3、的LED 應用可能需要在電路中增加功率因數(shù)校正(PFC，其中的AC-DC 轉(zhuǎn)換與LED 驅(qū)動兩部分電路既可能采用整體式(integral配置，即兩者融合在一起，均位于照明燈具內(nèi)，也可以采用分布式(distributed配置，如圖2，從而簡化安全考慮，并增加系統(tǒng)靈活性。 圖2：大功率LED 驅(qū)動的分布式(distributed配置結構從應用的具體功率范圍來看，AC-DCLED 照明的電源方案應用主要包括：1W-8W ：G13/GU10/PAR16/PAR20照明8W-25W ：PAR30/PAR38照明50W-300W ：區(qū)域照明1 1W-8WAC-DCLED 照明應用這類應用要求的輸入電壓為9

4、0至264Vac ，能效達80%，同時提供短路保護、過壓保護等保護特性，并提供350mA 、700mA 恒流，應用領域包括G13、GU10、PAR16、PAR20及嵌燈(downlight等。這類應用中可以采用安森美半導體的NCP1015自供電單片開關穩(wěn)壓器。這顆器件集成了固定頻率(65/100/130kHz電流模式控制器和700V 的高壓MOSFET ，提供構建強固的低成本電源所需的全部特性，如軟啟動、頻率抖動、短路保護、跳周期、最大峰值電流設定點及動態(tài)自供電功能(無需輔助繞組 等。圖3顯示的是NCP1015在隔離型1W-8W 范圍AC-DCLED 照明應用的電路示意圖。值得一提的是，NCP

5、1015同樣可用于非隔離型(電路中不含高頻變壓器1W-8W 范圍的AC-DCLED 照明應用，電路中可以采用抽頭(tapped電感來提高MOSFET 工作的占空比，并改善系統(tǒng)能效及電路性能。 圖3：安森美半導體8W LED 驅(qū)動應用電路示電圖(輸入電壓為85至264Vac2 8W-25WAC-DCLED 照明應用美國能源部(DOE“能源之星”(ENERGYSTAR?固態(tài)照明(SSL規(guī)范中規(guī)定任何功率等級皆須強制提供功率因數(shù)校正(PFC。這標準適用于一系列特定產(chǎn)品，如嵌燈、櫥柜燈及臺燈，其中，住宅應用的LED 驅(qū)動器功率因數(shù)須大于0.7，而商業(yè)應用中則須大于0.9。但這項標準屬于自愿性標準，即可

6、以選擇不遵從或是遵從。相應地，在8W-25WAC-DCLED 照明應用中，我們考慮兩種情況，一種是應用沒有功率因數(shù)要求，即不需采用PFC 控制器，另一種是要求采用PFC 控制器。在不需要PFC 的應用中，我們假定輸入電壓規(guī)格為90132Vac或180264Vac(或通用輸入 ，能效達85%，提供短路保護及開路保護等保護特性，輸出電流為350mA 、700mA 及1A 恒流，相應地可以采用安森美半導體的NCP1028或NCP1351。其中，NCP1028是一款增強型單片開關穩(wěn)壓器，適用于在通用主電源輸入的應用中提供數(shù)瓦至15W 的輸出功率。NCP1028的導通阻抗比NCP101x 更低，提供80

7、0mA 峰值電流，具備NCP101x 的諸多特性，此外還提供過功率保護、內(nèi)置斜坡補償及輸入欠壓保護等特性。NCP1351則是一款固定導通時間、可變關閉時間脈寬調(diào)制(PWM 控制器，適用于成本至關重要的低功率離線反激開關電源應用。這顆器件支持頻率反走，還具有閂鎖輸入、自然的頻率抖動、負電流感測及擴展的電源電壓范圍等特性。圖4顯示的是90至264Vac 輸入條件下基于NCP1351的8W-25WLED 照明方案。 圖4：基于NCP1351的8W 至25W AC-DC LED 照明應用電路示意圖。需要PFC 的8W-25WAC-DCLED 照明應用中，假定輸入電壓規(guī)格為90至264Vac ，功率因數(shù)

8、高于0.9，能效達80%，提供短路及過功率保護，輸出電流同樣有350mA 、700mA 和1A 等不同選擇。在這類應用中，可以采用安森美半導體的NCP1607或NCP1608PFC 控制器。NCP1607是一款高性價比的臨界導電模式(CrMPFC控制器。這顆器件與業(yè)界標準引腳完全兼容，簡化工程師的設計?？烧{(diào)節(jié)的過壓保護(OVP及環(huán)路開路保護等功能也增強了設計靈活性及強固性。圖5展示的是NCP1607/NCP1608在85至135Vac 或185至264Vac 輸入條件下的LED照明應用方案。 圖5：基于NCP1607/8PFC 控制器的8W-25W AC-DC LED 照明應用示意圖3 功率高

9、于50W 的AC-DCLED 照明應用在功率50W 到300W 的AC-DCLED 應用廣泛用于街道照明及大功率區(qū)域照明應用中，可以采用不同的LED 驅(qū)動方案，假定其輸入電壓規(guī)格為90至264Vac ，功率因數(shù)高于0.95，能效達90%。此類應用可以采用下述不同方案，適合不同應用要求：NCP1652：改進型單段式PFCNCP1607/8+NCP1377：臨界導電模式PFC+準諧振電流模式PWMNCP1607/8+NCP1396：臨界導電模式PFC+半橋諧振LLCNCP1901：最新型兩段式(PFC+更高效率半橋諧振LLC例如，在50W-150W 的AC-DCLED 應用中，既可以采用NCP16

10、52這樣的改進型單段式PFC 控制器，也可以結合采用NCP1607/8PFC控制器及NCP1377準諧振(QR模式PWM 控制器。其中，NCP1377結合了真正的電流模式調(diào)制器和退磁檢測器，確保任何負載/線路條件下提供完整的CrM 工作，并確保最低的漏電壓開關(準諧振工作 。NCP1652驅(qū)動帶有可編程死區(qū)時間的信號，支持有源鉗位或同步整流，提供優(yōu)化的能效。這顆器件還具有輸入欠壓保護、過壓保護、過流保護等保護特性，支持頻率抖動、跳周期及臨界導電模式(CrM/不連續(xù)導電模式(DCM工作?；贜CP1652、采用85至135Vac 或185至264Vac 輸入的50W-150WAC-DCLED 方

11、案的示意圖如圖6所示。 圖6：基于NCP1652單段式PFC 控制器的50W-150W AC-DC LED 方案。50W 以上功率的AC-DCLED 照明應用如果需要更高能效的LED 電源，則需要高能效的LED 照明拓撲結構，往往從反激式拓撲結構轉(zhuǎn)向諧振半橋拓撲結構，以充分發(fā)揮零電壓開關(ZVS技術的優(yōu)勢。NCP1396及NCP1901均是安森美半導體開發(fā)的LED 電源用高能效半橋諧振方案。圖7顯示的是基于NCP1901的最新型PFC+諧振半橋LED 驅(qū)動器方案，輸入電壓為90至264Vac ，功率100W 至300W ，其中半橋段工作在固定頻率以及固定占空比，用于降低開關損耗。 圖7：基于

12、NCP1901的100W-300 W AC-DC LED 照明方案 DC-DCLED 2 、DC-DCLED 照明方案 采用 DC-DC 電源供電的 LED 照明應用中， 常見具體應用包括1W-3WMR11/MR16降壓 LED 燈泡、1W-20W 升壓 LED 驅(qū)動器和20W-60W 大功率 LED 驅(qū)動器。 其中， 在1W-3WDC-DCLED 照明應用中， 可以采用安森美半導體的 CAT4201降壓 LED 驅(qū)動器，這顆器件兼容于12V 及24V 系統(tǒng)，提供達350mA 的 LED 驅(qū)動電流，能夠在24V 系 統(tǒng)中驅(qū)動7個串聯(lián)的 LED，能效高達94%。這顆器件采用有專利的開關控制架構，

13、幫助降低 系統(tǒng)成本，支持 CrM 工作并提升能效。CAT4201還提供限流、熱保護及 LED 開路保護等全 面的保護特性。這顆器件在1W-3WDC-DCLED 應用中的電路示意圖如圖8所示。 圖8：基于 CAT4201的1 W-3 W DC-DC LED 方案。 而在功率范圍達1W-20W 的 DC-DC 升壓 LED 應用中，可以采用安森美半導體的 NCP3065/6或 NCV3065/6(汽車應用版本降壓、 升壓、單端初級電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC及逆變 多模 LED 驅(qū)動器，并選擇其中的升壓電路模式。另外，功率范圍達20W-60W 的 DC-DC 降 壓 LED 應用中可以采用安森美半導體的 NCP1034同步降壓 PWM 控制器。 LED 3、LED 手電筒驅(qū)動方案 手電筒 DC-DC LED 照明方案包括升壓型及降壓型兩種。 1W-3W 的升壓型 DC-DCLED 手電筒應用中可以采用帶真關閉功能的 NCP1421升壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，而1W-3W 的降壓 LED 手電筒應用中可以采用 NCP1529低壓降壓轉(zhuǎn)換器，二者的應用示意圖見圖9。 圖9：基于