详解不同电源及功率等级的LED照明驱动器方案

文章来源:恒光电器

发布时间:2013-10-30

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AC-DCLED照明解决方案

安森美半导体在AC-DC电源供电的LED照明应用中，提供各种离线控制器及功率因数校正(PFC)控制器，并配合隔离及非隔离要求提供不同的LED应用方案。在交流线路电压与LED之间没有物理电气连接的隔离应用中，常见的拓扑结构有反激(Flyback)及双电感加单电容(LLC)半桥谐振。不同拓扑结构适合于不同的功率范围或是用于满足特别的设计要求。例如，反激拓扑结构是小于100W的中低功率应用的标准选择，而LLC半桥拓扑结构是大功率和高能效的首选方案。

AC-DCLED照明应用中，小功率的LED应用通常以恒流(CC)来驱动，而恒压(CV)功能是在输出开路的情况下作为保护功能。大功率的LED应用可能需要在电路中增加功率因数校正(PFC)，其中的AC-DC转换与led驱动两部分电路既可能采用整体式(integral)配置，即两者融合在一起，均位于照明灯具内，也可以采用分布式(distributed)配置，如图2，照明产品，从而简化安全考虑，并增加系统灵活性。

从应用的具体功率范围来看，AC-DCLED照明的电源方案应用主要包括：

1W-8W：G13/GU10/PAR16/PAR20照明

8W-25W：PAR30/PAR38照明

50W-300W：区域照明

1).1W-8WAC-DCLED照明应用

这类应用要求的输入电压为90至264Vac，能效达80%，同时提供短路保护、过压保护等保护特性，并提供350mA、700mA恒流，应用领域包括G13、GU10、PAR16、PAR20及嵌灯(downlight)等。

这类应用中可以采用安森美半导体的NCP1015自供电单片开关稳压器。这颗器件集成了固定频率(65/100/130kHz)电流模式控制器和 700V的高压MOSFET，恒光电器,照亮您的生活，提供构建强固的低成本电源所需的全部特性，如软启动、频率抖动、短路保护、跳周期、最大峰值电流设定点及动态自供电功能(无需辅助绕组)等。图3显示的是NCP1015在隔离型1W-8W范围AC-DCLED照明应用的电路示意图。值得一提的是，NCP1015同样可用于非隔离型(电路中不含高频变压器)1W-8W范围的AC-DCLED照明应用，电路中可以采用抽头(tapped)电感来提高MOSFET工作的占空比，并改善系统能效及电路性能。

图3：安森美半导体8 W LED驱动应用电路示电图(输入电压为85至264 Vac)

2).8W-25WAC-DCLED照明应用

美国能源部(DOE)“能源之星” (ENERGYSTAR?)固态照明(SSL)规范中规定任何功率等级皆须强制提供功率因数校正(PFC)。这标准适用于一系列特定产品，如嵌灯、橱柜灯及台灯，其中，住宅应用的LED驱动器功率因数须大于0.7，而商业应用中则须大于0.9。但这项标准属于自愿性标准，即可以选择不遵从或是遵从。

相应地，LED球泡灯，在8W-25WAC-DCLED照明应用中，口碑，我们考虑两种情况，LED照明品牌，一种是应用没有功率因数要求，即不需采用PFC控制器，另一种是要求采用PFC 控制器。在不需要PFC的应用中，我们假定输入电压规格为90~132Vac或180~264Vac(或通用输入)，能效达85%，提供短路保护及开路保护等保护特性，LED天花灯，输出电流为350mA、700mA及1A恒流，相应地可以采用安森美半导体的NCP1028或NCP1351。其中，恒光电器,照亮您的生活，NCP1028是一款增强型单片开关稳压器，适用于在通用主电源输入的应用中提供数瓦至15W的输出功率。NCP1028的导通阻抗比NCP101x更低，提供800mA峰值电流，具备NCP101x的诸多特性，此外还提供过功率保护、内置斜坡补偿及输入欠压保护等特性。NCP1351则是一款固定导通时间、可变关闭时间脉宽调制(PWM)控制器，恒光电器，适用于成本至关重要的低功率离线反激开关电源应用。这颗器件支持频率反走，还具有闩锁输入、自然的频率抖动、负电流感测及扩展的电源电压范围等特性。图4显示的是90至264Vac输入条件下基于NCP1351的8W-25WLED照明方案。

需要PFC的8W-25WAC-DCLED照明应用中，假定输入电压规格为90至264Vac，功率因数高于0.9，能效达80%，提供短路及过功率保护，输出电流同样有350mA、700mA和 1A等不同选择。在这类应用中，可以采用安森美半导体的NCP1607或NCP1608PFC控制器。NCP1607是一款高性价比的临界导电模式 (CrM)PFC控制器。这颗器件与业界标准引脚完全兼容，简化工程师的设计。可调节的过压保护(OVP)及环路开路保护等功能也增强了设计灵活性及强固性。图5展示的是NCP1607/NCP1608在85至135Vac或185至264Vac输入条件下的LED照明应用方案。

3).功率高于50W的AC-DCLED照明应用

在功率50W到300W的AC-DCLED应用广泛用于街道照明及大功率区域照明应用中，可以采用不同的LED驱动方案，假定其输入电压规格为90至264Vac，功率因数高于0.95，能效达90%。

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