不同功率LED通用照明應選擇合適的LED驅(qū)動電源方案

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英寸的便攜設備背光及體育場館大型顯示屏等應用中占據(jù)主導地位，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)展前景非常可觀。

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，當前LED照明(或稱固態(tài)照明，英文簡稱SSL)的應用比例低于1%，2008年LED驅(qū)動器及相關分立器件的市場規(guī)模(SAM)僅為約6.88億美元，預計到2012年市場規(guī)模將增長至13.08億美元，年復合增長率高達17.4%。因此，LED通用照明成為熱點市場。

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用的要求，以及適用的LED驅(qū)動器及相關元器件，幫助照明設計工程師盡擇適合的元器件方案，加快上市進程。

不同功率AC/DC供電LED通用照明應用要求及方案

不同功率的交流-直流(AC/DC) LED照明應用所適合的電源拓撲結構各不相同。如在功率低于80W的應用中，反激拓撲結構是標準選擇；而在講究高能效的應用中，諧振半橋雙電感加單電容(HB LLC)是首選。安森美半導體提供覆蓋寬廣功率范圍的AC/DC LED照明方案，表1列舉了幾種典型的安森美半導體AC/DC LED照明方案。

表1：安森美半導體典型AC/DC LED通用照明解決方案。

從應用的功率等級來看，AC/DC供電的LED通用照明應用包括低功率、中等功率和大功率等不同類型。低功率應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，大功率應用的功率常高于40W。

1)1W至8W LED通用照明應用要求及方案

在1W到8W的低功率LED通用照明方面，典型應用如G13、GU10、PAR16、PAR20和嵌燈等。這類應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和過壓保護等保護特性。

在這類應用中，可以采用安森美半導體的NCP1015自供電單片開關控制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(tài)自供電功能(無需輔助繞組)等。

值得一提的是，NCP1015在1W到8W LED照明應用中，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現(xiàn)電氣隔離，方案中包含簡單的反饋電路和用于負載開路及故障保護的鉗位電路，安全性高，更適合于需求通過安規(guī)認證的應用。非隔離型方案采用抽頭電感來隔離交流信號，能提高MOSFET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，但安森美半導體也提供含PFC的NCP1015/NCP1014方案，為客戶提供更多選擇。