為不同功率LED通用照明應(yīng)用選擇適合的LED驅(qū)動(dòng)電源方案

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1、為不同功率LED通用照明應(yīng)用選擇適合的LED驅(qū)動(dòng)電源方案關(guān)鍵字：LED?LED驅(qū)動(dòng)電源?照明方案?近年來，高亮度發(fā)光二極管(HB-LED)市場快速發(fā)展。LED光效不斷增高，平均每流明光輸出的成本也持續(xù)下降，使其應(yīng)用范圍不斷拓寬，除了已經(jīng)在屏幕尺寸小于4英寸的便攜設(shè)備背光及體育場館大型顯示屏等應(yīng)用中占據(jù)主導(dǎo)地位，更向汽車、中大尺寸液晶顯示器(LCD)背光及通用照明等市場滲透，發(fā)展前景非?？捎^。以電燈泡和熒光燈管替代、嵌燈、街燈及停車燈、工作照明燈(臺(tái)燈、櫥柜內(nèi)照明)、景觀照明、廣告牌文字電路、建筑物照明等通用照明市場為例，據(jù)估計(jì)，當(dāng)前LE

2、D照明(或稱固態(tài)照明，英文簡稱SSL)的應(yīng)用比例低于1%，2008年LED驅(qū)動(dòng)器及相關(guān)分立器件的市場規(guī)模(SAM)僅為約6.88億美元，預(yù)計(jì)到2012年市場規(guī)模將增長至13.08億美元，年復(fù)合增長率高達(dá)17.4%。因此，LED通用照明成為熱點(diǎn)市場。本文旨在探討LED通用照明市場不同功率范圍及不同電源供電應(yīng)用的要求，以及適用的LED驅(qū)動(dòng)器及相關(guān)元器件，幫助照明設(shè)計(jì)工程師盡擇適合的元器件方案，加快上市進(jìn)程。不同功率AC-DC供電LED通用照明應(yīng)用要求及方案不同功率的交流-直流(AC-DC)LED照明應(yīng)用所適合的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各不相同。如在功率

3、低于80W的應(yīng)用中，反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)選擇；而在講究高能效的應(yīng)用中，諧振半橋雙電感加單電容(HBLLC)是首選。安森美半導(dǎo)體提供覆蓋寬廣功率范圍的AC-DCLED照明方案，表1列舉了幾種典型的安森美半導(dǎo)體AC-DCLED照明方案。表1：安森美半導(dǎo)體典型AC-DCLED通用照明解決方案從應(yīng)用的功率等級(jí)來看，AC-DC供電的LED通用照明應(yīng)用包括低功率、中等功率和大功率等不同類型。低功率應(yīng)用的功率范圍通常在1到12W之間，中等功率涵蓋8到40W范圍，大功率應(yīng)用的功率常高于40W。1)1W至8WLED通用照明應(yīng)用要求及方案在1W到8W的低功率

4、LED通用照明方面，典型應(yīng)用如G13、GU10、PAR16、PAR20和嵌燈等。這類應(yīng)用的輸入電壓范圍在交流90至264V之間，恒流輸出電流包括350mA和700mA兩種，能效要求為80%，并要求提供短路保護(hù)和過壓保護(hù)等保護(hù)特性。在這類應(yīng)用中，可以采用安森美半導(dǎo)體的NCP1015自供電單片開關(guān)控制IC。這器件集成了固定頻率(65/100/130kHz)電流模式控制器和700V的高壓MOSFET，提供構(gòu)建強(qiáng)固的低成本電源所需的全部特性，如軟啟動(dòng)、頻率抖動(dòng)、短路保護(hù)、跳周期、最大峰值電流設(shè)定點(diǎn)及動(dòng)態(tài)自供電功能(無需輔助繞組)等。值得一提的是

5、，NCP1015在1W到8WLED照明應(yīng)用中，既可以用于隔離型方案，也可用于非隔離型方案，滿足客戶的不同應(yīng)用需求。這兩種方案的成本差不多。但隔離型方案采用變壓器實(shí)現(xiàn)電氣隔離，方案中包含簡單的反饋電路和用于負(fù)載開路及故障保護(hù)的鉗位電路，安全性高，更適合于需求通過安規(guī)認(rèn)證的應(yīng)用。非隔離型方案采用抽頭電感來隔離交流信號(hào)，能提高M(jìn)OSFET工作的占空比，提高系統(tǒng)能效及電路性能。圖1：基于安森美半導(dǎo)體NCP1015的1至8W隔離型(a)及非隔離型(b)LED照明方案。上述基于NCP1015的隔離型及非隔離型方案均不含PFC，但安森美半導(dǎo)體也提供含

6、PFC的NCP1015/NCP1014方案，為客戶提供更多選擇。2)8W至25WLED通用照明應(yīng)用要求及方案：無PFC與有PFC在8W-25WAC-DCLED照明應(yīng)用中，我們要考慮兩種情況。一種是應(yīng)用不要求功率因數(shù)校正(PFC)。另一方面，美國能源部(DOE)“能源之星”固態(tài)照明(SSL)規(guī)范規(guī)定任何功率等級(jí)皆須強(qiáng)制提供功率因數(shù)校正(PFC)。這標(biāo)準(zhǔn)適用于一系列特定產(chǎn)品，如嵌燈、櫥柜燈及臺(tái)燈，其中，住宅應(yīng)用的LED驅(qū)動(dòng)器功率因數(shù)須大于0.7，而商業(yè)應(yīng)用中則須大于0.9。但這標(biāo)準(zhǔn)屬于自愿性標(biāo)準(zhǔn)，即可選擇不遵從或遵從。因此，要考慮的另一種情

7、況是要求PFC。不需要PFC的8W到25WAC-DCLED照明方面，典型應(yīng)用如PAR30、PAR38和嵌燈。在這類應(yīng)用中，輸入電壓要求為85～135Vac或185～264Vac(或通用輸入)，能效要求大于80%，提供短路保護(hù)及開路保護(hù)等保護(hù)特性，恒流輸出電流為350mA、700mA及1A等不同電流。相應(yīng)地，可以采用安森美半導(dǎo)體的NCP1028或NCP1351，見圖2。圖2：基于NCP1028和NCP1351的8-15/25WAC-DCLED照明方案(無PFC)其中，NCP1028是一款增強(qiáng)型單片開關(guān)控制IC，提供800mA峰值電流，還提

8、供過功率保護(hù)、內(nèi)置斜坡補(bǔ)償及輸入欠壓保護(hù)等特性，適用于在通用寬電源輸入的應(yīng)用中提供幾瓦至15W的輸出功率。除了基于NCP1028的無PFC方案，安森美半導(dǎo)體現(xiàn)也提供基于NCP1028的有PFC的方案。NCP