配合各种中等电压通用照明应用的安森美半导体LED驱动器方案[1]

　　1 前言

　　许多中等电压LED 应用都是采用离线AC-DC 电源、电池或有低电压AC 输出的电子变压器供电。但一些这样的电源，如铅酸蓄电池，只经过了简单的稳压。因此，需要有一个可以在宽输入电压范围工作，并可以用各种拓扑结构配置的LED驱动器解决方案，以支持LED 负载要求。根据LED 的电流和工作条件，可以采用线性或开关稳压器LED 驱动器解决方案。安森美半导体为中等电压LED 应用提供多种拓扑结构的解决方案，可满足景观照明、低压轨道灯、太阳能供电照明、汽车照明、紧急车辆照明、船舶照明、12Vac/Vdc MR16 灯、飞机内饰照明、标志背光、广告牌文字电路和标志等各种通用照明需求。

　　2 中等电压LED 通用拓扑结构及电源

　　中等电压LED 照明应用需要优化的驱动器方案。安森美半导体提供电感型、电荷泵型、线性三种不同拓扑结构的中等电压LED驱动器方案，可满足用户不同的应用需求，见图1。中等电压LED应用的电源有几种，各有其主要用途。其中，离线AC 稳压适配器，常见电压为12Vdc、24Vdc、36Vdc、48Vdc，稳压精度达±5%，适合安全要求不高的低到中等功率的应用。密封铅酸蓄电池，只经过简单的稳压，8Vdc 至14Vdc 广泛用于汽车照明;7Vdc-27Vdc 用于汽车、太阳能、船舶照明。12Vdc 及12Vac 电源，常见于室内照明、轨道灯、户外照明、景观照明等。

　　3 安森美半导体中等电压LED 通用照明解决方案

　　(1) 线性LED 驱动器解决方案

　　线性解决方案是许多照明应用的首选，因为其设计既简单、又直观，并允许用精密稳流的电流驱动LED，而不必考虑LED 正向电压或输入电源如何变化。因为这类LED 驱动器是线性的，必须匹配应用的功耗要求。安森美半导体提供电流从10mA-1A 的各种恒流线性LED 驱动器。通道输出电流为10mA-50mA 的有NSI50010Y、NSI45020JZ、NSI 4 5 0 2 0 、NSI 4 5 0 2 0A、NSI 4 5 0 2 5 、NSI 4 5 0 2 5A、NSI45025AZ、NSI45025Z、NSI45030、NSI45030A、NSI45030AZ、NSI45030Z、NSIC2020B、NSIC2030B、NSIC2050B 和NCV7680;60mA-350mA 的有NSI45060JD、NUD4011、NSI45090JD 和CAT4104;还有更大通道输出电流的NUD4001(500mA) 和CAT4101(1000mA)。

　　以线性恒流稳流器NSI45 系列为例，这是双端或三端线性恒流稳流器，基于安森美半导体正待批专利的自偏置晶体管技术，非常适合不同输入电压的广泛LED 应用，如驱动建筑物、汽车及工业标识牌LED 照明应用中的电流。它可以在宽输入电压范围工作，为工程师提供适合他们应用的简单、高性价比稳流方案，且不会牺牲性能。该恒流稳流器系列可在宽范围内稳流，确保工作电压范围内的恒定亮度，且具有负温度系数特性，在极端的电压和工作温度下，保护LED 免受热失控(thermal runaway) 影响。

　　NSI45 的另一个典型应用，是用作显示屏和广告牌文字电路的恒流稳流器线性LED 驱动器。其特点包括低启动电压，无论正向电压(Vf)如何变化都可以实现精密稳流，具有负温度系数特性，可以保护LED。

　　(2) LED MR16 灯泡解决方案

　　NCL30100 是一款降压LED 驱动器控制器，具有高能效、峰值电流控制自适应固定关闭时间，可用于空间及高能效至关重要的低功率及空间受限的应用。该方案具有振荡频率可调节特性，采用连续导电模式(CCM)，可以省去输出电容，能效高达95%，并提供自然的LED 开路保护。

　　该驱动器控制器开关频率高达700kHz，不需要输出电容，Vcc 工作范围从6.35V-18V，可驱动一个或多个大功率LED，主要用在MR16 LED 照明、环境灯照明、太阳能LED、交通照明、室外照明和LED 光条等应用。采用NCL30100 的PCB非常小巧，可以装入MR16 灯的灯座内。NCL30100 的迟滞控制特性可在负载瞬期间提供快速的响应，无需小型信号控制环路补偿元件。保护特性包括，可利用电阻设定LED 电流、LED 短路保护、欠压锁定及热关闭。