LED区域照明驱动架构与典型设计

　　在这种模块化途径下，一项设计能够扩展用于多种光输出等级。而且随着LED光输出性能增强，LED模块要提供相同光输出等级，所需采用的灯条就更好。而每个灯条都设有一个专用的DC-DC LED驱动器，如可以采用安森美半导体的CAT4201高能效降压LED驱动器。CAT4201专门优化用于驱动大电流LED，采用具有专利的开关控制算法，提供高能效及精确的LED稳流(可达350 mA)。CAT4201可采用最高36 V的电源电压供电，并兼容于12 V和24 V标准照明系统。图3显示的是CAT4201的高压LED驱动器配置，外围的N沟道MOSFET支持高压输入：100 V输入电压时LED功率达30 W;50 V输入时LED功率达13 W。

　　图2 CAT4201高压LED驱动器配置

　　2)适合洗墙灯、外墙灯等应用的整体式/单段式方案

　　并不是所有的区域照明应用都要求采用分布式/模块化方案。随着白光LED性能的快速提升，新型LED已经可以配合新的LED驱动器设计方法。领先的LED制造商已经推出支持更大电流及具备更高发光性能的新型LED，如Cree的XP-G系列LED(正向压降为3.3 V)在1 A电流时可提供330流明光输出，Seoul Semiconductor的P7系列LED(正向压降为3.3 V)在1.4 A时可提供400 流明光输出。在这种条件下，可以配置新颖的LED驱动器来直接驱动1 A到3 A的大电流。例如，可以采用安森美半导体的NCL30001功率因数校正TRIAC可调光LED驱动器。

　　NCL30001是一种整体式/单段式的LED驱动方案，这种方案集成了PFC和隔离型DC-DC转换电路，并提供恒定电流来直接驱动LED。这种方案相当于将AC-DC转换与LED驱动两部分电路整合在一起，均位于照明灯具内，省下了LED光条中集成的线性或DC-DC转换器。这种整体式方案的电源转换段更少，减少元器件使用数量(如光学元件、LED、电子元件及印制电路板等)、降低系统成本，并支持更高的LED电源总体能效。当然，这种方案的功率密度更高，可能并不适合所有区域照明应用，其光学图案可能更适合较低功率的LED，典型应用包括LED街灯、外墙灯、洗墙灯及电冰箱箱体照明等。

　　图3 基于NCL30001 LED驱动器和NCS1002控制器的90 W LED驱动器演示板电路

　　这90 W恒压恒流演示板接受90至265 Vac的扩展通用输入电压(更换元件条件下可支持305 Vac)，提供0.7 A至1.5 A的恒定电流输出范围(可通过微幅调节电阻来选择)及30 V至55 V的恒定输出电压范围(可通过电阻分压器来选择)，最大输出功率90 W，支持50至1，000 Hz调光控制，并包含可连接至可选调光卡的6引脚接口，用于模拟电流调节/双亮度等级数字调光等智能调光应用。此外，这演示板还提供短路保护、开路保护、过温保护、过流保护及过压保护等丰富保护特性。测试显示，这演示板在50 W输出功率、1，000 mA输出电压/48 V正向压降条件的能效高于87%(详见表1)，在50%至100%负载条件下功率因数高于0.9，同时符合IEC61000-3-2 C类设备谐波含量标准。

　　图4 基于NCL30001和NCS1002的90 W LED驱动器演示板能效测试结果