安森美用于LED燈泡的NCL3008x高能效初級端穩(wěn)流方案

21ic訊 近年來，世界上多個國家制定政策以分階段淘汰白熾燈泡。如中國計劃于2015年60W 以上普通照明用白熾燈泡全部淘汰。熒光燈及緊湊型熒光燈(CFL)的能效比白熾燈高，但含劇毒物質(zhì)汞，存在環(huán)保顧慮。相比較而言，具備環(huán)保優(yōu)勢、近年來成本穩(wěn)步下降的高亮度白光LED技術(shù)已經(jīng)快速改進，如今在光輸出方面已可與CFL等正面交鋒，并且還大幅提升能效及延長使用壽命，適合于白熾燈泡替代等LED通用照明應用。

LED燈泡的驅(qū)動挑戰(zhàn)及常見驅(qū)動方法

圖1：典型LED燈泡剖視圖

大多數(shù)LED是低壓器件，最適合采用恒定電流驅(qū)動。要在通用照明應用中最大限度發(fā)揮LED節(jié)能優(yōu)勢，就要采用適合的LED驅(qū)動電路。

以LED燈泡為例，典型的LED燈泡包含LED陣列、驅(qū)動電路、散光罩、散熱片和螺旋燈頭等主要組件。就驅(qū)動電路而言，高能效LED驅(qū)動器IC無疑是其中的重點。因為LED燈泡的形狀固定，散熱受限，采用高能效LED驅(qū)動器則可幫助將更多電能轉(zhuǎn)化為光能，幫助散熱。此外，由于LED燈泡空間有限，故須減小驅(qū)動電子電路的尺寸以使剩余空間增多，同時增大散熱片面積;較大功率的燈泡尤為如此。不僅如此，LED正在發(fā)生迅速變化，提供多種選擇，這對LED驅(qū)動器的選擇也構(gòu)成了挑戰(zhàn)。出于安規(guī)、LED選擇等因素，設計人員還須考慮是采用隔離還是非隔離拓撲結(jié)構(gòu)，由此也影響到LED驅(qū)動器的選擇。

一種常見的LED驅(qū)動器拓撲結(jié)構(gòu)是隔離型反激(見圖2)。這種拓撲結(jié)構(gòu)除了提供電氣安全隔離以外，還能對LED串要求的電流進行穩(wěn)流。安全低壓次級端的電路感測LED電流及電壓，并在安全界限內(nèi)提供反饋信號，以控制電源轉(zhuǎn)換過程。次級端元件包括偏置電路、雙運算放大器、精密參考、用于反饋的光耦，以及用于監(jiān)測LED電流及感測過壓保護故障的電流及電壓感測電阻等。

圖2：常見的驅(qū)動LED串的隔離型反激拓撲結(jié)構(gòu)

這種經(jīng)典方案的優(yōu)勢與缺點并存。例如，它可以輕易地實現(xiàn)高精度的穩(wěn)流，且能夠在寬工作范圍及制造差異條件下可靠地工作。但這種方案的次級端控制電路消耗電能，由于此電能未轉(zhuǎn)化為光，故降低了能效。此外，次級端的元器件在印制電路板上占用空間并增加成本。最后，如果次級端任何元件有故障，仍須把驅(qū)動器設計成就算有故障也保安全。