30 W以下功率的低功率LED通用照明應用

近年來，照明已經成為世界各國推動節能環保所瞄準的一個重要領域。據統計，全球每年約有20%的電能用于照明，這些電能中又有約40%用于低效的白熾燈照明。而隨LED在光輸出性能、成本等幾乎各個方面的持續改進，LED通用照明已經成為白熾燈等傳統照明的一種極引人注目的替代解決方案。

典型的LED通用照明應用包括電燈泡和熒光燈管替代、嵌燈、街燈及停車燈、工作照明燈(臺燈、櫥柜內照明)、景觀照明、廣告牌文字電路、建筑物照明等。LED街燈的功率較高，一般在50 W至300 W之間;LED建筑物及區域照明應用的功率一般在40 W到125 W之間，屬于中等功率范圍;30 W以下的可統稱作低功率LED照明應用，包括特定指向照明，如櫥柜內照明、嵌燈、射燈PAR20/30/38燈光替代、臺燈等，以及全向照明，如重點照明、家電、通用照明A型燈替代、裝飾性燈具及吊扇燈等。本文將重點探討30 W以下功率的低功率LED通用照明應用，以及安森美半導體相應的高能效方案。

低功率LED照明應用選擇驅動器須考慮的因素

LED驅動器的主要功能，就是在工作條件范圍下限制電流，而無論輸入及輸出條件如何變化。其應用設計面臨多種限制條件，如高能效(低損耗)、高性價比、寬環境條件、高可靠性、靈活、符合電磁干擾(EMI)及諧波含量等方面的標準、可改造用于已有應用及能采用傳統控制方式工作等。

要為低功率LED應用選擇適合的驅動器并不容易，需要顧及不同的因素。例如，商業和住宅市場對LED燈具在工作溫度、使用時長、性能及“能源之星”等行業標準方面的要求并不相同。此外，燈泡替代應用也存在著獨特挑戰，如LED電源及驅動器的熱度限制、尺寸受限及兼容的調光技術等。

就LED通用照明適用的標準而言，主要有美國“能源之星”要求的功率因數校正(PFC)標準以及歐盟的國際電工委員會(IEC)對總諧波失真的限制標準。其中，“能源之星”V1版燈具標準要求LED照明燈具具備PFC，適用于嵌燈、櫥柜燈及臺燈等特定產品，但與功率電平無關。這標準要求住宅應用的功率因數(PF)高于0.7，而商業應用高于0.9。這標準是自愿性標準，將于2011年9月實施。而“能源之星”的1.1版整體式LED燈泡標準已于2010年8月生效，要求輸入功率高于5 W的燈泡功率因數高于0.7。

如前所述，為低功率LED照明應用選擇適合的驅動器須考慮眾多因素，這其中，有關功率因數等行業標準尤為重要。接下來，我們以安森美半導體的相關產品為例，探討如何在低功率照明應用中提供高功率因數。

改善低功率LED住宅照明應用能效的方案

以住宅照明的臺燈和櫥柜燈等應用為例，功率一般在3 W到8 W之間。這樣的低功率應用最適合采用隔離型反激拓撲結構。但傳統離線反激電源轉換器在開關穩壓器前面采用全波整流橋及大電容，這種配置的功率利用率或輸入線路波形的PF較低，僅在0.5至0.6的范圍。

這就要引入PFC。如可在反激轉換器前采用NCP1607B這樣的有源PFC，能提供高于0.98的PF，但增加了元件數量及復雜性，且最適合的功率遠高于本應用要求。無源PFC方案眾多，可改善PF，但通常都使用較多額外元件，增加成本及電路板占用空間，并降低可靠性。