不同電源及功率的LED照明驅動器方案(一)

隨著LED技術的發展，LED的應用已經從傳統的小功率便攜產品背光拓展至中大功率的室內照明、室外照明及手電筒等應用。根據驅動電源的不同，LED照明通常可以劃分為交流-直流(AC-DC) LED照明、直流-直流(DC-DC) LED照明電源以及電池供電的LED手電筒等不同類型，LED燈具及其功率也各不相同，如3 W PAR16、3×2 W PAR20、10 W/15 W PAR30、15 W/22 W PAR38、1 W G13、3 W GU10、1 W MR11、3 W MR16、3 W/9 W/15 W嵌燈、1W-3W閱讀燈等。

1，AC-DC LED照明解決方案

安森美半導體在AC-DC電源供電的LED照明應用中，提供各種離線控制器及功率因數校正(PFC)控制器，并配合隔離及非隔離要求提供不同的LED應用方案。在交流線路電壓與LED之間沒有物理電氣連接的隔離應用中，常見的拓撲結構有反激(Flyback)及雙電感加單電容(LLC)半橋諧振。不同拓撲結構適合于不同的功率范圍或是用于滿足特別的設計要求。例如，反激拓撲結構是小于100 W的中低功率應用的標準選擇，而LLC半橋拓撲結構是大功率和高能效的首選方案。

圖1：不同功率范圍的隔離型拓撲結構

AC-DC LED照明應用中，小功率的LED應用通常以恒流(CC)來驅動，而恒壓(CV)功能是在輸出開路的情況下作為保護功能。大功率的LED應用可能需要在電路中增加功率因數校正(PFC)，其中的AC-DC轉換與LED驅動兩部分電路既可能采用整體式(integral)配置，即兩者融合在一起，均位于照明燈具內，也可以采用分布式(distributed)配置，如圖2，從而簡化安全考慮，并增加系統靈活性。

圖2：大功率LED驅動的分布式(distributed)配置結構

從應用的具體功率范圍來看，AC-DC LED照明的電源方案應用主要包括：

-1 W-8 W：G13/GU10/PAR16/PAR20照明

-8W -25 W：PAR30/PAR38照明

-50 W-300 W：區域照明

1) 1 W-8 W AC-DC LED照明應用

這類應用要求的輸入電壓為90至264 Vac，能效達80%，同時提供短路保護、過壓保護等保護特性，并提供350 mA、700 mA恒流，應用領域包括G13、GU10、PAR16、PAR20及嵌燈(downlight)等。

這類應用中可以采用安森美半導體的NCP1015自供電單片開關穩壓器。這顆器件集成了固定頻率(65/100/130 kHz)電流模式控制器和700 V的高壓MOSFET，提供構建強固的低成本電源所需的全部特性，如軟啟動、頻率抖動、短路保護、跳周期、最大峰值電流設定點及動態自供電功能(無需輔助繞組)等。圖3顯示的是NCP1015在隔離型1 W-8 W范圍AC-DC LED照明應用的電路示意圖。值得一提的是，NCP1015同樣可用于非隔離型(電路中不含高頻變壓器)1 W-8 W范圍的AC-DC LED照明應用，電路中可以采用抽頭(tapped)電感來提高MOSFET工作的占空比，并改善系統能效及電路性能。

圖3：安森美半導體8 W LED驅動應用電路示電圖(輸入電壓為85至264 Vac)