通用照明挑戰(zhàn)及交流主電源供電LED驅(qū)動(dòng)器拓?fù)?/b>
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)洌瑤o(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，并引入更加專用化的LED。這些LED每封裝的正向電壓可達(dá)24至200 V，可以優(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照明及燈管、低功率光源及燈具、電子控制裝置和LED驅(qū)動(dòng)器。
