LED照明驅動市場現狀及技術發展趨勢

安森美半導體的NCP1014LEDGTGEVB評估板可驅動1至8顆大功率高亮度LED。該設計基于集成了帶內部限流功能的高壓電源開關的緊湊型固定頻率脈寬調制(PWM)轉換器NCP1014構建。由于NCP1014采用固定頻率工作，電流不能上升到高于某個特定點；導通時間的限制使輸入電流將跟隨輸入電壓的波形，從而提供更高的功率因數。評估板電路圖見圖2。

圖2NCP1014LEDGTGEVB電路圖

2，8W至25W方案(無PFC及有PFC)

在8W至25WAC-DCLED照明應用中，一種方案不要求功率因數校正(PFC)，另一種需要符合“能源之星”固態照明(SSL)規范規定的強PFC要求。該標準適用于一系列特定產品，如嵌燈、櫥柜燈及臺燈，其中，住宅應用的LED驅動器功率因數須大于0.7，商業應用須大于0.9。

不需要PFC的8W至25WAC-DCLED照明的典型應用如PAR30、PAR38和嵌燈。這類應用的輸入電壓要求為85至135Vac或185至264Vac，能效要求大于80%，提供短路保護及開路保護等特性，恒流輸出電流為350mA、700mA及1A等。為此，可以采用安森美半導體的NCP1028或NCP1351。NCP1028是一款增強型單片開關控制IC，提供800mA峰值電流，還提供過功率保護、內置斜坡補償及輸入欠壓保護等特性，適合在通用寬電源輸入應用中提供幾瓦至15W的輸出功率。

圖3基于NCP1028和NCP1351的8-15/25WAC-DCLED照明方案（無PFC）

要求PFC的8W至25WAC-DCLED照明的典型應用同上，輸入電壓規格為90至264Vac，其他指標與不需要PFC的應用相同，而功率因數要求高于0.9。這類應用適合采用安森美半導體的NCL30000單段式功率因數校正LED驅動器。單段式拓撲結構無需專用PFC升壓段，減少了元器件數量，降低了系統總成本。NCL30000滿足IECC類諧波含量要求，可直接驅動LED，具備精確恒流輸出控制，在5W至15W較低輸出功率時能效高于80%，典型能效高于83%，并支持TRIAC等現有調光方案。

圖4基于NCL30000的8-25WAC-DCLED照明方案（有PFC）

3，50W至200W方案

功率高于50W的AC-DCLED應用廣泛用于街道照明及大功率區域照明。其輸入電壓規格為90至264Vac，功率因數高于0.9，能效大于85%，提供短路及過壓保護，恒流輸出為350mA、700mA和1A。此類應用可以采用單段式PFCLED驅動器NCL30001、CrMPFC+QRPWM驅動器NCP1607+NCP1377，以及CrMPFC+LLCPWM驅動器NCP1607+NCP1397或NCP1392/3，以滿足不同需求。

圖5基于NCL30001的40-150WAC-DCLED照明方案

4，便攜設備及液晶電視LED背光方案

隨著LED性能及成本的改善，現在LED被廣泛應用在便攜設備和大尺寸LCD背光中。便攜應用要求延長電池使用時間，減小占板面積和高度。安森美半導體的多種低壓便攜產品背光應用LED驅動器方案可用于線性、電感型及電荷泵型等不同拓撲結構。其中，電感型方案總能效最佳，電荷泵型方案的占板面積和高度最小，線性驅動器則適合簡單背光應用。

安森美半導體的CAT3200、NCP5602、NCP5612、NCP5623、CAT3606、CAT3616、CAT3626、CAT3603、CAT3604、CAT3614、NCP5603等支持電荷泵方案的不同調光型產品，如單模、雙模、三模或四模方案等。以NCP5623為例，這是一款高能效LED驅動器，帶有I2C接口，內置漸進調光功能，特別適用于驅動手機等便攜產品的RGBLED裝飾光和增強型LCD背光。它可實現94%峰值能效和低于1微安的待機電流，將便攜設備電池工作時間延至最長。該器件封裝極小，僅需4個無源元件，并具備短路和過壓保護功能。

采用NCP1397和CAT4026的46英寸液晶電視背光方案由LED背光轉換器(NCP1397等器件)和LED控制器(CAT4026等器件)組成。安森美半導體的NCP1397初級端控制器配合帶正向電壓監測功能的6通道線性LED驅動器CAT4026等器件，支持低高度LED背光液晶電視設計，使電路板上高度低于8mm，總高度低于12.5mm，還可以很好地處理寬范圍調光、散熱、故障保護等問題，使電源設計挑戰迎刃而解。

CAT4026是應用于大尺寸側光式LED背光液晶電視的多通道線性LED驅動器的高性價比方案，可以單顆IC支持6通道，且易于分級為多達12個或18個通道(相應采用2個或3個控制器)，目標能效高于90%，典型能效達94%。此外，該驅動器還提供正向電壓監測功能，可以限制總體功耗；還能為LED開路及過多LED短路等不同LED串故障提供保護。

圖6基于CAT4026的液晶電視LED背光方案

5，汽車照明LED驅動方案

LED在汽車照明中的應用多種多樣，不同應用對LED電流的要求又各不相同，故需要結合具體應用要求，選擇適合的LED驅動器方案。

安森美半導體針對LED汽車前照燈系統開發了NCV78663電源鎮流器及雙LED驅動器。NCV78663是先進的高可靠性、高能效的系統級芯片(SoC)LED驅動器，支持達2A電流，提供高于90%的總能效，驅動高達60V電壓的多串LED，能以PWM調光維持色溫及控制平均電流，使設計人員能夠以一顆高集成度的SoC控制遠光燈及近光燈、日間行車燈、轉向指示燈及霧燈，所需外部元件極少。這器件通過SPI接口與外部微控制器通信，在上電后動態地控制系統參數、檢測LED工作狀態并反饋診斷信息。圖4顯示的是NCV78663在先進的汽車前照燈應用中的電路圖。

圖7基于NCV78663的汽車LED前照燈應用電路圖

此外，安森美半導體針對尾燈、方向燈、剎車燈及車頂燈等系統的驅動器主要有NUD4001及NUD4011線性LED驅動器。這兩款器件的設計均用于在交流-直流應用中替代分立方案，設計人員能夠利用外部電阻針對不同LED陣列設置驅動電流。不同的是，NUD4001適合于5V、12V或24V的低壓應用，而NUD4011則最高支持200V電壓。圖5是用NUD4001器件驅動一個200mA的LED的車廂頂燈電路。

圖8：用NUD4001器件驅動一個200mA的LED