十种
AC-DC LED
通用照明解决方案
根据市场研究机构的预估,到
2015
年中½
LED
通用照明需求将达
100
亿美元,
2020
年将达
220
亿美元。LED 照明逐步取代传统照明是大势所趋。不过,LED 通用照明
有许多挑战,如功率密度、功率因数校正(PFC)、空间受限和可靠性等。安森美半导½致
力于为
LED
照明提供½广阵容解决方案,推出各种符合最新
LED
照明标准的产品,包括
用于通用照明的
AC-DC LED
驱动电源方案。
通用照明挑战及交流主电源供电
LED
驱动器拓扑
由于
LED
总光效要求及散热限制,½效对½功率应用尤其重要;许多情况下,即½是
较½功率应用也要求功率因数校正和谐波处理;在空间受限应用中,特别是替代灯泡应
用,要求有很高的驱动功率密度;总½电源可靠性对整个灯的寿½非常重要;½输入电源
电压范围应支持高达
277 Vac;兼容 TRIAC
调光等要求。此外,LED 通用照明还要符合
演进的标准及安全规范,如“½源之星”和
IEC
要求。
根据应用要求(尺寸、½效、功率因数、功率、驱动电流)不同,以交流主电源驱动
LED
有多种拓扑。安森美半导½提供各种电源方案,可用于各种照明应用。
图
1
:不同交流主电源供电
LED
驱动器拓扑结构
1)
功率因数校正方案
采用安森美半导½的
NCP1611
或
NCP1612
的
160 W
功率因数校正(PFC)升压方案
采用非隔离升压拓扑,½½½½效高于传统
CrM PFC;无须额外元件,可靠性及安全性高。
该方案采用电流控制频率反走(CCFF)CrM,有升压或旁路二极管短路保护、引脚开路/短路
保护、优化的瞬态响应、½过压保护、输入欠压检测、½总谐波失真配½、过热关闭等特
性。
这类
PFC
方案还包括
NCP1607、NCP1608、NCP1615
和
NCP1654(非隔离升压);
NCL30000(隔离单级反激、非隔离降压);NCL30001(隔离单级反激);NCL30002(非隔离
降压);NCL30060(单级反激或降压)。
以
NCL30000
为例,“平均电流稳流”拓扑可以选择两种配½,一种是降压配½(包含½
头电感降压配½);另一种是降压-升压配½,电感没有与
LED
串串联,输入电流波½或失
真与输出压降无关。它可进行初级可控硅调光,适用于隔离和非隔离方案,隔离方案½效
80~85%。
2)
初级端控制离线方案
初级端稳流(PSR)也称初级端控制。初级端控制离线
LED
驱动器不½用光耦,具有
±
1%(典型值)的精密 LED
稳流精度、½
VCC
范围、高½效准谐振控制、强固的保护特性
组合,以及½工½温度范围(-40 至+125℃);支持反激及降压-升压拓扑,带无源
PFC
输入
的功率因数约
0.9;该系列可应用于 LED
灯泡替代、离线
LED
驱动器、嵌灯、室内/室外
重点照明及任务灯及
LED
电子控制装½。
图
2
:初级端控制离线方案
可供选择的器件有
NCL30080A/B、NCL30081A/B、NCL30082A/B
和
NCL30083A/B(无
源
PFC
控制);NCL30085A/B、NCL30086A/B、NCL30087A/B 和
NCL30088A/B(有源
PFC
控制)。其调光控制包括非调光、3 步/5 步调光、模拟/数字、双向可控硅/后缘触发调
光等。
3) AC-DC
开关稳压器
安森美半导½针对隔离反激式和非隔离式½换器的开关稳压器包括
NCP1010、
NCP1011、NCP1012、NCP1014/15、NCP1027/28、NCP1072/5、NCP1076
等。这些
器件均为电流模式,峰值电流限制从
100 mA
至
800 mA。这些方案集成了 MOS
管,适用
于隔离和非隔离应用,支持次级
PWM
调光、模拟调光或双亮度等级调光,½效高达
75~80%。
4)
用于高压
LED
串的高功率因数升压方案
高压多结点
LED
正变得更加常见,因为供应商趋向更½地优化
LED
以提升系统总光
效,并引入更加专用化的
LED。这些 LED
每封装的正向电压可达
24
至
200 V,可以优化
用于定点照明、全向照明或线性照明。为了以½元件数量及标准现成电感实现此目标,电
路中½用了
NCP1075
单片高压开关稳压器及高精度的
NCP4328A
恒流/恒压控制器。
该方案½效高于
90%,具有 20 ms
的快速启动时间、LED 开路保护、可½用现有电
感、功率因数高于
0.95,以及采用 NCP1075
时功率½力大于
10 W
的特性,应用主要是
LED
灯泡及灯管、½功率光源及灯具、电子控制装½和
LED
驱动器。
图
3
:高压
LED
串高功率因数升压方案
5) AC-DC
开关控制器
针对隔离和非隔离降压、降压/升压½换器的开关控制器有固定频率的
NCP1200、
NCP1203、NCP1218、NCP1219、NCP1230、NCP1234/6、NCP1237/8、
NCP1250/1/3;还有准谐振的 NCP1207A、NCP1308、NCP1337/38、NCP1377、
NCP1379/80
和
NCP1336。针对非隔离降压½换器的开关控制器则有 LV5011MD、
LV5012MD、LV5026MC、LV5029MD、NCL30002
和
NCL30105。此外还有谐振半桥变
换器的开关控制器
NCP1392/3、NCP1398
及开关组合控制器
NCL30051
和
NCL30030。
图
4
:采用
NCL30030
的
AC-DC
开关控制器
LED
驱动方案
6)
离线降压
LED
驱动器
NCL30002
是支持高功率因数或½纹波降压拓扑的高½效
CrM
控制方法,具有
485
mV
峰值电流感测精度±
2%(典型值)、½至 24 μA(典型值)的启动电流;最大 Vcc
达
20
Vdc;带有 500 mA
源/800
mA
汲
MOSFET
门极驱动器;½工½温度范围-40 至+125℃。
其应用有
LED
灯泡(包括小型蜡烛灯)替代、嵌灯、室内/定外重点照明及任务灯。
图
5
:采用
NCL30002
的小型设计
7)
非隔离离线降压控制器
LV5026MC
是一款非隔离离线降压控制器,支持不同调光控制(TRIAC、模拟及
PWM)、可选择开关频率(50 kHz
或
70 kHz)、½噪声开关系统;具有短路保护、½启动和
内½
TRIAC
稳定功½。应用包括壁灯、任务灯、台阶灯和
LED
灯泡替代。
图
6
:非隔离离线降压控制器
8)
可调光
LED
驱动器
LV50xx
中的
LV5026MC、LV5029MD、LV5011MD
和
LV5012MD
½是可调光
LED
驱动器。以
LV5011MD
和
LV5012MD
为例,两者开关频率均为
70 kHz,可提升功率因
数,具有、外部调节参考电压、过压保护、过热关闭功½。两者的不同之处在于调光模
式,均可用于小型可调光
LED
灯泡、离线
LED
驱动器和嵌灯。
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