为不同功率LED通用照明选择适合的LED驱动电源方案[2]

　　不同功率DC/DC供电LED通用照明应用要求及方案

　　对于直流-直流(DC/DC)供电的LED照明应用而言，同样可以根据不同功率范围来展开讨论。

　　4)1～3W DC/DC LED降压应用

　　典型1～3W DC/DC LED降压照明应用包括MR11/MR16、汽车照明、太阳能供电等。这类应用的输进电压为5到28 Vdc，支持350mA和700mA恒流输出，频率达500kHz至2MHz，能效不低于90%，工作温度范围为-40℃至125℃。在这类应用中，可以采用安森美半导体的CAT4201降压LED驱动器。这器件拥有专利的开关控制架构，可驱动7颗串联LED(24V输进时)，能效高达94%，并提供 LED开路保护、限流和过热保护等保护特性。

　　图5：CAT4201 1～3W DC/DC LED方案

　　5)1～30W DC/DC LED降压应用

　　典型1～30W DC/DC LED降压应用包括MR16射灯、街道照明中的次级端DC/DC LED驱动器。这类应用中，输进电压范围为7至120 Vdc，输出电压范围为6至110 Vdc，支持350mA、700mA或1A恒流输出，能效不低于90%。这类应用可以采用安森美半导体的NCL30100降压LED驱动器，这器件外置开关MOSFET，提供灵活的输进电压和输出电流设计，能效高于95%，其应用电路图参见图6(a)。

　　图6：基于NCL30010的1-30W LED降压应用和基于NCP3066的3-20W LED升压应用。

　　6)1～20W DC/DC LED升压应用

　　典型3～20W DC/DC LED升压应用常见于DC/DC LED驱动器。这类应用的输进电压为5至28Vdc，支持350mA或700mA恒流输出，能效不低于90%。这类应用可以采用安森美半导体的 NCP3065/NCP3066 LED驱动器。NCP3065/NCP3066能够配置为降压、升压、单端低级电感转换器(SEPIC)和逆变器等不同模式，并提供相应的汽车应用版本，即NCV3065/NCV3066。图6(b)显示的是NCP3066的升压配置LED应用电路图。

　　7)1～3W手电筒LED升压/降压应用

　　1～3W手电筒LED应用中既有升压型，也有降压型。升压型应用的输进电压范围为1至2.5 Vdc，工作频率达1.2MHz;降压型应用的输进电压范围为4至5.5 Vdc，频率达1.7MHz。两类应用都需支持350mA或600mA恒流输出，能效高于90%。在1-3 W手电筒升压LED应用可采用安森美半导体的NCP1421升压DC/DC转换器，同等功率范围的手电筒降压LED应用可以采用安森美半导体的 NCP1529低压降压转换器，应用电路图分别如图7(a)和图7(b)所示。

　　图7：基于NCP1421的升压型和基于NCP1529的降压型1～3W手电筒LED应用

　　特别适合低电流LED照明应用的线性恒流稳流器

　　前文根据不同的供电类型，探讨了不同功率范围LED应用的要求及适合采用的驱动电源方案。但纵观不同的LED照明应用，可以发现有一类应用侧重于低电流应用，典型应用如贸易和产业标识牌、汽车停车灯和尾灯，以及建筑物和装饰照明等。这类低电流LED应用常见的驱动方案包括低压降线性稳压器和电阻等。这两种驱动方案各有其优劣势。

　　有利的是，安森美半导体利用正申请专利的自偏置晶体管(SBT)技术，结合自身超强的工艺控制能力，推出一种新的低电流LED驱动方案——NSI45系列双端和三端线性恒流稳流器(CCR)。这种方案比线性稳压器更简单，且本钱更低，但性能相比电阻方案又大幅提升，填补了市场空隙。NSI45系列提供众多上风，如在宽电压范围下保持亮度恒定，输进电压较高时保护LED免受过驱动影响，输进电压较低时仍使LED较亮，帮助减少或消除LED编码库存，以及帮助降低系统总本钱等，非常适合低电流LED电流应用。

　　LED照明应用中的其它产品及方案

　　众所周知，LED照明系统较为复杂，涉及光学、电和热等不同范畴。安森美半导体身为应用于绿色电子产品的首要高性能、高能效硅方案供给商，提供完整的LED照明解决方案，除了驱动电源外，还包括通讯、光传感器、MOSFET、整流器、保护、滤波器和热治理产品，参见图8。

　　图8：安森美半导体能为LED照明应用提供完成光电组合产品解决方案

　　例如， LED环境光及街灯强度控制、LED背光强度控制和显示屏白平衡控制等应用需要能耗极低的环境光传感器，并要求光传感器支持精确的低光等级工作，特别是在存在滤光的情况下。在这类应用中，安森美半导体提供包括光传感器、LED驱动器及高速I2C接口的光电产品组合，其中的光传感器产品包括NOA1211(模拟输出)、NOA1302(数字输出)和NOA1305(数字输出)等。这些光传感器的工作电流极低，在100流明光输出条件下分别仅为58μA、550μA和115μA。

　　此外，LED街灯等应用为了降低后期维护本钱，可在应用中增加保护器件，如采用安森美半导体的NUD4700，在发生LED开路故障条件时提供旁路电流，保证其它LED正常工作，且恰当处理散热的话，还可支持大于1A电流。另外，在智能电网趋势下，工程师还可以在LED联网街灯应用中采用安森美半导体的 AMIS-30585和AMIS-49587电力线载波(PLC)调制解调器及NCS5650 PLC线路驱动器等产品。除此之外，安森美半导体的BC858CDXV6T1G双极结晶体管(BJT)也可用于在LED照明应用的低能耗恒流感测。

　　本文小结

　　随着高性价比、超高亮度LED的出现，固态照明近年来快速发展。相应地，照明设计工程师需要根据供电电源、灯具、功率范围和LED配置等情况，选择不同的 LED驱动电源解决方案。安森美半导体从系统角度出发，提供考虑电、热和光等多种因素的高可靠性产品，包括丰富的AC/DC和DC/DC供电高能效LED 驱动解决方案，以及光传感器、滤波、保护及联网等产品，为客户提供完整的LED照明解决方案。

　　安森美半导体身为全球领先的高性能、高能效硅方案供给商，提供涵盖1至数百瓦功率范围的LED照明驱动及PFC解决方案，而无论LED照明应用采用何种的是AC/DC电源、DC/DC电源或是LED手电筒所采用的电池，并满足客户对低本钱、高性价比、高能效或是选择是否增加PFC的不同要求。

　　编辑：Sophy