安森美先进LED驱动器解决方案分析.doc

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1、如今，高亮度LED在光输出、能效及成本方面得到了全面改善，同时具备了小巧、低压工作及环保等众多优势，应用范围也在不断拓宽。未来，LED照明在通用照明、LCD背光、汽车照明等领域的增长前景尤为可观。安森美半导体提供丰富的LED驱动器产品，可满足各种LED照明应用需求。本文将重点介绍安森美半导体在各个照明细分市场的应用方案，帮助照明设计工程师选择合适的方案，加快产品上市进程。通用照明方案在节能环保趋势下，LED照明已成为众多规范机构的目标，如美国能源部“能源之星”计划的1.1版固态照明标准已于2009年2月生效，中国标准化研究院据悉也准备在2010年发布

2、中国版本的LED照明能效标准。以电灯泡和荧光灯管替代、嵌灯、街灯及停车灯、工作照明灯(台灯、橱柜内照明)、景观照明、广告牌文字、建筑物照明等通用照明市场为例，估计当前LED照明应用比例不足1%，市场规模也相对较小，但预计到2012年，LED驱动器及相关分立器件的市场规模将从2008年的约6.88亿美元增长至13.08亿美元，年复合增长率高达17.4%。安森美半导体有适用于不同功率AC-DC供电的LED通用照明方案，覆盖宽广的功率范围。1)1W至8W方案1W至8W的低功率LED通用照明应用包括G13、GU10、PAR16、PAR20和嵌灯等。这类应用的

3、输入电压范围在交流90至264V之间，恒流输出电流包括350mA和700mA两种，能效要求为80%，还要求提供短路和过压保护等特性。这类应用可以采用安森美半导体的NCP1015自供电单片开关控制IC。该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，具备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。NCP1015既可用于隔离型方案，也可用于非隔离型方案，见图1。图1：基于NCP1015的1W至8W隔离型(a)及非隔离型(b)L

4、ED照明方案。值得一提的是，“能源之星”新版固态照明标准的一个重要特点是要求多种住宅照明产品的功率因数最低达到0.7。这类LED照明应用的功率一般在1W至12W，最适宜采用隔离型反激电源拓扑结构。但是，现有标准设计技术的功率因数通常不到0.6。要改善功率因数，轻松符合“能源之星”要求，可结合优化的NCP1014LEDGTGEVB评估板，采用安森美半导体的离线型8WLED驱动器参考设计。安森美半导体的NCP1014LEDGTGEVB评估板可驱动1至8颗大功率高亮度LED。该设计基于集成了带内部限流功能的高压电源开关的紧凑型固定频率脉宽调制(PWM)转换

5、器NCP1014构建。由于NCP1014采用固定频率工作，电流不能上升到高于某个特定点；导通时间的限制使输入电流将跟随输入电压的波形，从而提供更高的功率因数。评估板电路图见图2。图2：NCP1014LEDGTGEVB电路图。2)8W至25W方案(无PFC及有PFC)在8W至25WAC-DCLED照明应用中，一种方案不要求功率因数校正(PFC)，另一种需要符合“能源之星”固态照明(SSL)规范规定的强PFC要求。该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，商业应用须大于0.9。不需要PFC的8W至

6、25WAC-DCLED照明的典型应用如PAR30、PAR38和嵌灯。这类应用的输入电压要求为85至135Vac或185至264Vac，能效要求大于80%，提供短路保护及开路保护等特性，恒流输出电流为350mA、700mA及1A等。为此，可以采用安森美半导体的NCP1028或NCP1351。NCP1028是一款增强型单片开关控制IC，提供800mA峰值电流，还提供过功率保护、内置斜坡补偿及输入欠压保护等特性，适合在通用宽电源输入应用中提供几瓦至15W的输出功率。要求PFC的8W至25WAC-DCLED照明的典型应用同上，输入电压规格为90至264Vac

7、，其他指标与不需要PFC的应用相同，而功率因数要求高于0.9。这类应用适合采用安森美半导体的NCL30000单段式功率因数校正LED驱动器。单段式拓扑结构无需专用PFC升压段，减少了元器件数量，降低了系统总成本。NCL30000满足IECC类谐波含量要求，可直接驱动LED，具备精确恒流输出控制，在5W至15W较低输出功率时能效高于80%，典型能效高于83%，并支持TRIAC等现有调光方案。3)50W至200W方案功率高于50W的AC-DCLED应用广泛用于街道照明及大功率区域照明。其输入电压规格为90至264Vac，功率因数高于0.9，能效大于85%

8、，提供短路及过压保护，恒流输出为350mA、700mA和1A。此类应用可以采用单段式PFCLED驱动器NCL