基于低功率AC-DC LED通用照明應用的解決方案

圖4:演示板測量能效結果(左圖：輸入電流THD及功率因數(shù);右圖：負載穩(wěn)流及能效)

應用示例

對于LED照明應用而言，燈泡替代是重要的應用領域，如拋物形滲鋁反射器(PAR)替代(PAR20/30/38)、A型燈替代(如A19)等。但燈泡替代應用存在獨特挑戰(zhàn)，如散熱限制、尺寸受限及兼容的調(diào)光技術等。安森美半導體相應開發(fā)了一些燈泡替代參考設計，介紹如何使用安森美半導體的驅(qū)動器方案來應對這些挑戰(zhàn)。

圖5:基于NCL30000的11 W LED PAR30燈泡改造示例

以PAR30燈泡替代應用為例，安森美半導體的應用注釋《11W+TRIAC可調(diào)光PAR30+LED燈泡驅(qū)動器。pdf》(AND8463/D)介紹了如何使用NCL30000單段式功率因數(shù)校正隔離型反激控制器來設計LED PAR30燈的完整電源轉換方案，用于驅(qū)動串聯(lián)-并聯(lián)配置的3串共24顆LED(每串8顆LED,每串電流150 mA,3串共450 mA)。這參考設計使用市場上購得的LED散熱片和E27 Edison底座，有效處理散熱及尺寸受限問題。此設計的目標輸出功率為11 W,包含115 Vac版本(功率因數(shù)高于0.9,輸入電流THD《20%)和230 Vac(遵從IEC61000-3-2規(guī)范)兩種版本，LED電流穩(wěn)流精度達±5%,LED電壓范圍21至27 Vdc,能效高于82%,兼容TRIAC及電子低壓調(diào)光器調(diào)光，且遵從FCC B類導電型EMI標準。

PAR30燈泡是特定指向照明的一個示例。現(xiàn)實中也存在許多全向照明應用，如A型燈。LED A型燈以標準A型燈尺寸來替代傳統(tǒng)A型白熾燈，是商業(yè)及住宅照明應用的極佳節(jié)能替代解決方案，不僅更環(huán)保，而且更易于維護和替代。傳統(tǒng)白熾燈存在不同功率等級，如40 W(光輸出約450 lm)或60 W(光輸出約600至800 lm)。如今一流的暖白光LED的光效處在100 lm/W范圍內(nèi)。考慮到熱效應及光電轉換效率，要提供450 lm光輸出，大約需要5至7顆LED.安森美半導體目前正在開發(fā)應用于LED A型燈的NCL30000 TRIAC可調(diào)光方案。

有利的是，安森美半導體已經(jīng)基于臨界導電模式功率因數(shù)校正控制器NCP1607開發(fā)出了A19燈泡LED驅(qū)動器參考設計(見圖6)。這參考設計的輸入電壓范圍為90至265 Vac,額定輸出功率約為6.4 W(16.5 @ 400 mA)，采用隔離型單段式設計，在輸入電壓范圍內(nèi)功率因數(shù)高于0.9,能效高于80%,符合IEC61000-3-2 C類諧波含量標準(輸入THD《15%)，遵從FCC B類導電型輻射標準，設計時就顧及到了符合UL8750安規(guī)，并符合“能源之星”針對整體式LED燈泡的1.1版規(guī)范要求。

圖6:基于NCP1607的高功率因數(shù)A19燈泡E26/E27驅(qū)動器方案

總結

本文圍繞低功率AC-DC LED通用照明應用，著重分析了隔離型LED驅(qū)動器的應用設計要求，介紹了安森美半導體相應的單段式隔離型高功率因數(shù)LED驅(qū)動器方案NCL30000,并分析了NCL30000如何配合相關要求，如支持TRIAC調(diào)光、提供高能效、恰當散熱及符合相關能效規(guī)范標準，并分享了安森美半導體已開發(fā)或正在開發(fā)的PAR30及A型LED燈泡替代參考設計，幫助設計工程師縮短設計周期，加快產(chǎn)品上市。