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由于LED總光效要求及散熱限制，能效對(duì)低功率應(yīng)用尤其重要;許多情況下，即使是較低功率應(yīng)用也要求功率因數(shù)校正和諧波處理;在空間受限應(yīng)用中，特別是替代燈泡應(yīng)用，要求有很高的驅(qū)動(dòng)功率密度;總體電源可靠性對(duì)整個(gè)燈的壽命非常重要;寬輸入電源電壓范圍應(yīng)支持高達(dá)277 Vac;兼容TRIAC調(diào)光等要求。此外，LED通用照明還要符合演進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)及安全規(guī)范，如“能源之星”和IEC要求。

根據(jù)應(yīng)用要求(尺寸、能效、功率因數(shù)、功率、驅(qū)動(dòng)電流)不同，以交流主電源驅(qū)動(dòng)LED有多種拓?fù)?。安森美半?dǎo)體提供各種電源方案，可用于各種照明應(yīng)用。

圖1:不同交流主電源供電LED驅(qū)動(dòng)器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

安森美半導(dǎo)體LED通用照明AC-DC解決方案

1) 功率因數(shù)校正方案

采用安森美半導(dǎo)體的NCP1611或NCP1612的160 W功率因數(shù)校正(PFC)升壓方案采用非隔離升壓拓?fù)?，輕載能效高于傳統(tǒng)CrM PFC;無(wú)須額外元件，可靠性及安全性高。該方案采用電流控制頻率反走(CCFF)CrM,有升壓或旁路二極管短路保護(hù)、引腳開(kāi)路/短路保護(hù)、優(yōu)化的瞬態(tài)響應(yīng)、軟過(guò)壓保護(hù)、輸入欠壓檢測(cè)、低總諧波失真配置、過(guò)熱關(guān)閉等特性。

這類(lèi)PFC方案還包括NCP1607、NCP1608、NCP1615和NCP1654(非隔離升壓);NCL30000(隔離單級(jí)反激、非隔離降壓);NCL30001(隔離單級(jí)反激);NCL30002(非隔離降壓);NCL30060(單級(jí)反激或降壓)。

以NCL30000為例，“平均電流穩(wěn)流”拓?fù)淇梢赃x擇兩種配置，一種是降壓配置(包含抽頭電感降壓配置);另一種是降壓-升壓配置，電感沒(méi)有與LED串串聯(lián)，輸入電流波形或失真與輸出壓降無(wú)關(guān)。它可進(jìn)行初級(jí)可控硅調(diào)光，適用于隔離和非隔離方案，隔離方案能效80-85%.

2) 初級(jí)端控制離線方案

初級(jí)端穩(wěn)流(PSR)也稱(chēng)初級(jí)端控制。初級(jí)端控制離線LED驅(qū)動(dòng)器不使用光耦，具有±1%(典型值)的精密LED穩(wěn)流精度、寬VCC范圍、高能效準(zhǔn)諧振控制、強(qiáng)固的保護(hù)特性組合，以及寬工作溫度范圍(-40至+125℃);支持反激及降壓-升壓拓?fù)?，帶無(wú)源PFC輸入的功率因數(shù)約0.9;該系列可應(yīng)用于LED燈泡替代、離線LED驅(qū)動(dòng)器、嵌燈、室內(nèi)/室外重點(diǎn)照明及任務(wù)燈及LED電子控制裝置。

圖2:初級(jí)端控制離線方案

可供選擇的器件有NCL30080A/B、NCL30081A/B、NCL30082A/B和NCL30083A/B(無(wú)源PFC控制);NCL30085A/B、NCL30086A/B、NCL30087A/B和NCL30088A/B(有源PFC控制)。其調(diào)光控制包括非調(diào)光、3步/5步調(diào)光、模擬/數(shù)字、雙向可控硅/后緣觸發(fā)調(diào)光等。

3) AC-DC開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器

安森美半導(dǎo)體針對(duì)隔離反激式和非隔離式轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器包括NCP1010、NCP1011、NCP1012、NCP1014/15、NCP1027/28、NCP1072/5、NCP1076等。這些器件均為電流模式，峰值電流限制從100 mA至800 mA.這些方案集成了MOS管，適用于隔離和非隔離應(yīng)用，支持次級(jí)PWM調(diào)光、模擬調(diào)光或雙亮度等級(jí)調(diào)光，能效高達(dá)75-80%.

4) 用于高壓LED串的高功率因數(shù)升壓方案

高壓多結(jié)點(diǎn)LED正變得更加常見(jiàn)，因?yàn)楣?yīng)商趨向更好地優(yōu)化LED以提升系統(tǒng)總光效，并引入更加專(zhuān)用化的LED.這些LED每封裝的正向電壓可達(dá)24至200 V,可以?xún)?yōu)化用于定點(diǎn)照明、全向照明或線性照明。為了以低元件數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)成電感實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，電路中使用了NCP1075單片高壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器及高精度的NCP4328A恒流/恒壓控制器。

該方案能效高于90%,具有20 ms的快速啟動(dòng)時(shí)間、LED開(kāi)路保護(hù)、可使用現(xiàn)有電感、功率因數(shù)高于0.95,以及采用NCP1075時(shí)功率能力大于10 W的特性，應(yīng)用主要是LED燈泡及燈管、低功率光源及燈具、電子控制裝置和LED驅(qū)動(dòng)器。

圖3:高壓LED串高功率因數(shù)升壓方案

5) AC-DC開(kāi)關(guān)控制器

針對(duì)隔離和非隔離降壓、降壓/升壓轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)控制器有固定頻率的NCP1200、NCP1203、NCP1218、NCP1219、NCP1230、NCP1234/6、NCP1237/8、NCP1250/1/3;還有準(zhǔn)諧振的NCP1207A、NCP1308、NCP1337/38、NCP1377、NCP1379/80和NCP1336.針對(duì)非隔離降壓轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)控制器則有LV5011MD、LV5012MD、LV5026MC、LV5029MD、NCL30002和NCL30105.此外還有諧振半橋變換器的開(kāi)關(guān)控制器NCP1392/3、NCP1398及開(kāi)關(guān)組合控制器NCL30051和NCL30030.

圖4:采用NCL30030的AC-DC開(kāi)關(guān)控制器LED驅(qū)動(dòng)方案

6) 離線降壓LED驅(qū)動(dòng)器

NCL30002是支持高功率因數(shù)或低紋波降壓拓?fù)涞母吣苄rM控制方法，具有485 mV峰值電流感測(cè)精度±2%(典型值)、低至24 μA(典型值)的啟動(dòng)電流;最大Vcc達(dá)20 Vdc;帶有500 mA源/800 mA汲MOSFET門(mén)極驅(qū)動(dòng)器;寬工作溫度范圍-40至+125℃。其應(yīng)用有LED燈泡(包括小型蠟燭燈)替代、嵌燈、室內(nèi)/定外重點(diǎn)照明及任務(wù)燈。

圖5:采用NCL30002的小型設(shè)計(jì)