基于NCL35076或NCL30076的高能效、高精度、高可靠性的可調(diào)光LED照明降壓方案

本文主要介紹安森美 (onsemi)的基于NCL35076連續(xù)導(dǎo)通模式 (CCM) DC-DC 降壓控制器的75 W方案和基于NCL30076準(zhǔn)諧振(QR)降壓控制器的100 W及240 W方案。兩款方案的典型應(yīng)用是LED照明系統(tǒng)、模擬/PWM可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器，模擬調(diào)光范圍寬，從1%到100%。

安森美專有的LED電流計(jì)算技術(shù)和內(nèi)部檢測及反饋放大器的零輸入電壓偏移，在整個(gè)模擬調(diào)光范圍內(nèi)進(jìn)行精確的穩(wěn)流，穩(wěn)流精度在滿載時(shí)<±2%，在1%的負(fù)載時(shí)<±20%。卓越的調(diào)光特性可根據(jù)負(fù)載情況在CCM (NCL35076)或QR (NCL30076)和非連續(xù)導(dǎo)通模式 (DCM) 間切換，從而確保低的LED電流紋波，以提供更高能效，如重載時(shí)工作在CCM (NCL35076)或QR (NCL30076)，輕載時(shí)工作在DCM。待機(jī)模式下待機(jī)功耗低。還提供PWM調(diào)光以保持恒定的LED色溫。NCL3X076軟啟動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)而無過沖。VDD過壓保護(hù) (OVP)、LED短路保護(hù) (SLP)、過流保護(hù)、熱關(guān)斷保護(hù) (TSD)等各種保護(hù)特性確保高的系統(tǒng)可靠性。其中，NCL35076 CCM 75 W方案具有小外形的優(yōu)勢。而NCL30076 QR 100 W方案，在高壓輸入時(shí)的能效高。

圖1 NCL35076 CCM 75 W方案典型應(yīng)用電路圖

圖2所示的NCL30076 QR 240 W方案采用了安森美的NCL2801CDA PFC驅(qū)動(dòng)器，NCL30076降壓驅(qū)動(dòng)器，NCP10671開關(guān)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)調(diào)光信號(hào)控制器。NCL2801CDA是一款電流模式 CrM 升壓PFC控制器，利用安森美的總諧波失真(THD)  增強(qiáng)技術(shù)可在更寬的工作范圍內(nèi)提供同類最佳的THD 性能。谷計(jì)數(shù)頻率折回 (VCFF) 方法優(yōu)化能效和待機(jī)功耗。NCP10671 集成固定頻率電流模式控制器與 700 V MOSFET，集成度高，包括軟啟動(dòng)、頻率抖動(dòng)、短路保護(hù)、跳周期、斜坡補(bǔ)償和動(dòng)態(tài)自供電（省去輔助繞組）。在標(biāo)稱負(fù)載運(yùn)行期間，NCP10671 以可用頻率之一（60 或 100 kHz）進(jìn)行切換。當(dāng)輸出功率需求減少時(shí)，IC 會(huì)自動(dòng)進(jìn)入跳周期模式以降低待機(jī)功耗。保護(hù)功能包括：檢測過載或短路事件的計(jì)時(shí)器，具有自動(dòng)恢復(fù)功能的過壓保護(hù)。NCP10671具有優(yōu)化的待機(jī)性能，連接輔助繞組或從輸出為 IC 供電，停止 DSS 工作，并幫助將高壓時(shí)的輸入功耗降低到 15 mW 以下。

圖2 NCL2801 + NCL30076 QR 240 W方案典型應(yīng)用框圖

精確的穩(wěn)流和寬模擬調(diào)光

另外，NCL35076 CCM 75 W評(píng)估板和NCL30076 QR 100 W評(píng)估板的穩(wěn)流精度及模擬調(diào)光范圍測試條件及結(jié)果如下：

NCL35076 CCM 75 W評(píng)估板：

VOUT (50/30/10 V)，電感值為典型值±20%，溫度 (-10/25/90 oC)，測試了27條調(diào)光曲線，穩(wěn)流精度在滿載時(shí)為± 1.5% ，在1%負(fù)載時(shí)為±10% ，模擬調(diào)光范圍<1% 。

NCL30076 QR 100 W評(píng)估板：

VOUT (300/200/100 V)，電感值為典型值±15%，溫度 (-10/25/90 oC)，測試了27條調(diào)光曲線，穩(wěn)流精度在滿載時(shí)為± 2% ，在1%負(fù)載時(shí)為±14% ，模擬調(diào)光范圍<1% 。

能效測試

評(píng)估板測試條件和能效曲線如下。NCL35076 CCM 75 W評(píng)估板在10 V、30 V、50 V的能效可高達(dá)92%、96%、超過98%，NCL30076 QR 100 W評(píng)估板在100 V、200 V、300 V的能效可分別超過96%、97%和接近98%。

圖3 評(píng)估板能效測試曲線

熱性能測試

我們測試了輸入電壓Vin 60 V，Vout 50 V，Iout 1.5 A，NCL35076 CCM 75 W評(píng)估板在工作30分鐘時(shí)，熱性能表現(xiàn)佳。輸入電壓Vin 400 V，Vout 300 V，Iout 0333 A，NCL30076 QR 100 W評(píng)估板在工作30分鐘時(shí)也表現(xiàn)出很好的熱性能。

總結(jié)

安森美的基于NCL35076或NCL30076的可調(diào)光LED照明降壓方案具有高能效、高精度、高可靠性的優(yōu)勢，模擬調(diào)光范圍低至1%，專有的LED電流計(jì)算技術(shù)和內(nèi)部檢測及反饋放大器的零輸入電壓偏移使得穩(wěn)流精度在滿載時(shí)<±2%，在1%的負(fù)載時(shí)<±20%，也提供PWM調(diào)光以保持恒定的LED色溫。豐富的保護(hù)特性確保高的系統(tǒng)可靠性。高能效、智能的LED照明是安森美智能電源的組成部分，將助力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。