智能高效的LED驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)

安森美半導(dǎo)體配合LED通用照明的驅(qū)動(dòng)器方案

　　安森美半導(dǎo)體積極推動(dòng)高能效創(chuàng)新，包括LED照明在內(nèi)的高能效電子創(chuàng)新，涉及LED照明的眾多細(xì)分市場(chǎng)，如前文提到的移動(dòng)設(shè)備、LCD背光、LED標(biāo)牌、汽車及通用照明等。其中，LED通用照明如今是安森美半導(dǎo)體在照明市場(chǎng)的重點(diǎn)。在LED通用照明市場(chǎng)，安森美半導(dǎo)體的策略是充分利用公司寬廣陣容的模擬電源IC、分立器件及先進(jìn)微封裝，提供與眾不同的高能效LED驅(qū)動(dòng)器方案。

　　安森美半導(dǎo)體提供覆蓋涵蓋寬廣功率范圍及不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的LED驅(qū)動(dòng)器方案。安森美半導(dǎo)體能用于低功率LED通用照明應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)器包括NCL30000、NCL30002及NCL3008x系列等。其中，NCL30000是單段式功率因數(shù)校正（PFC）、支持TRIAC調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)器，采用次級(jí)端控制器，支持反激/降壓/降壓-升壓等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。NCL30002也是單段式功率因數(shù)校正 LED驅(qū)動(dòng)器，支持降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提供±3%的電流容限。NCL3008x系列目前包括NCL30080、NCL30081、NCL30082和 NCL30083等器件，是新推出的高能效準(zhǔn)諧振控制器，用于低功率LED照明應(yīng)用。

　　值得一提的是，NCL3008x系列采用初級(jí)端穩(wěn)流（Primary Side Regulation）技術(shù)（也稱初級(jí)端控制或原邊控制）這種新穎的控制方法，省去次級(jí)端控制電路及光耦，能夠精確地從初級(jí)端對(duì)LED電流進(jìn)行恒流穩(wěn)流，幫助簡(jiǎn)化PCB布線、節(jié)省電路板空間、提升能效，并簡(jiǎn)化安全分析（見(jiàn)圖3左）。此外，它還具有高穩(wěn)流精度、支持寬正向壓降（Vf）范圍、低電磁干擾（EMI）及集成強(qiáng)固保護(hù)特性等眾多優(yōu)勢(shì)。這系列器件提供0.8至0.9的功率因數(shù)，符合美國(guó)“能源之星”對(duì)功率大于5W的LED燈泡在功率因數(shù)方面的要求（PF》0.7）。

　　圖3：（a） NCL3008x新穎的初級(jí)端控制技術(shù)（左）；（b） 基于NCL3008x的A19燈泡參考設(shè)計(jì)（右）

　　安森美半導(dǎo)體還開(kāi)發(fā)了基于NCL30082的緊湊型A19 LED燈泡的參考設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖2右側(cè)）。這參考設(shè)計(jì)優(yōu)化用于隔離反激或非隔離降壓-升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，優(yōu)化用于10W LED照明應(yīng)用。它采用谷底填充PFC來(lái)滿足“能源之星”功率因數(shù)高于0.7的要求。PCB及元件的尺寸目標(biāo)是22x60mm柱體。測(cè)試顯示，此參考設(shè)計(jì)提供高能效、高功率因數(shù)及高穩(wěn)流精度。

　　而在中等功率及大功率LED照明方面，安森美半導(dǎo)體同樣提供豐富的產(chǎn)品組合，滿足客戶不同應(yīng)用需求。其中既包含單段式及組合控制器，也包含傳統(tǒng)的兩段式（PFC段+DC-DC段）控制器，覆蓋從15W至400W的寬廣功率范圍，如圖4所示。

　　圖4：安森美半導(dǎo)體應(yīng)用于中大功率LED通用照明的驅(qū)動(dòng)器

　　從圖4中可以看出，在中等功率LED通用照明應(yīng)用中，可以采用NCL30000及NCL30001 這樣的單段式功率因數(shù)校正LED控制器；而在功率更大的應(yīng)用中，可以采用NCL30051和NCP1910這樣的高能效組合控制器。以NCL30051為例，這是一款功率因數(shù)校正（PFC）及諧振半橋組合控制器，優(yōu)化用于離線LED照明應(yīng)用，能夠?yàn)榻祲篋C-DC轉(zhuǎn)換器/LED驅(qū)動(dòng)器提供恒定電壓。這器件集成了一個(gè)臨界導(dǎo)電模式（CrM） PFC控制器及一個(gè)半橋諧振控制器，并內(nèi)置600V驅(qū)動(dòng)器，針對(duì)離線電源應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，具備了所有實(shí)現(xiàn)高能效、小外形因數(shù)設(shè)計(jì)所需的特性。

　　除了上述單段式方案，設(shè)計(jì)人員還可以根據(jù)應(yīng)用需求選擇傳統(tǒng)的兩段式（PFC段+DC-DC轉(zhuǎn)換段）方案。具體而言，PFC段可選用的控制器包括NCP1653、NCP1631、NCP1611/NCP1612及NCP1608等。其中，NCP1611 /2是增強(qiáng)型高能效PFC控制器，基于創(chuàng)新的電流控制頻率反走（CCFF）架構(gòu)，在PFC電感電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，電路通常工作在臨界導(dǎo)電模式（CrM），而當(dāng)電流低于預(yù)設(shè)值時(shí)，將開(kāi)關(guān)頻率線性降低至約20kHz，此時(shí)電流為零。CCFF架構(gòu)同時(shí)將額定負(fù)載工作能效和輕載能效提升至最高，特別是將待機(jī)損耗降至最低等典型應(yīng)用包括可用于平板電視、一體式計(jì)算機(jī)和大功率電源適配器，以及LED照明電源及驅(qū)動(dòng)器、可調(diào)光熒光燈鎮(zhèn)流器等。

　　在DC-DC段，可以選用的器件包括NCP1398、NCP1380、NCP1288和NCL30105等。除了這些器件，安森美半導(dǎo)體還在開(kāi)發(fā)更多的新產(chǎn)器，滿足客戶的更