基于低功率AC-DC LED通用照明应用的解决方案

图4:演示板测量能效结果(左图：输入电流THD及功率因数;右图：负载稳流及能效)

应用示例

对于LED照明应用而言，灯泡替代是重要的应用领域，如抛物形渗铝反射器(PAR)替代(PAR20/30/38)、A型灯替代(如A19)等。但灯泡替代应用存在独特挑战，如散热限制、尺寸受限及兼容的调光技术等。安森美半导体相应开发了一些灯泡替代参考设计，介绍如何使用安森美半导体的驱动器方案来应对这些挑战。

图5:基于NCL30000的11 W LED PAR30灯泡改造示例

以PAR30灯泡替代应用为例，安森美半导体的应用注释《11W+TRIAC可调光PAR30+LED灯泡驱动器。pdf》(AND8463/D)介绍了如何使用NCL30000单段式功率因数校正隔离型反激控制器来设计LED PAR30灯的完整电源转换方案，用于驱动串联-并联配置的3串共24颗LED(每串8颗LED,每串电流150 mA,3串共450 mA)。这参考设计使用市场上购得的LED散热片和E27 Edison底座，有效处理散热及尺寸受限问题。此设计的目标输出功率为11 W,包含115 Vac版本(功率因数高于0.9,输入电流THD《20%)和230 Vac(遵从IEC61000-3-2规范)两种版本，LED电流稳流精度达±5%,LED电压范围21至27 Vdc,能效高于82%,兼容TRIAC及电子低压调光器调光，且遵从FCC B类导电型EMI标准。

PAR30灯泡是特定指向照明的一个示例。现实中也存在许多全向照明应用，如A型灯。LED A型灯以标准A型灯尺寸来替代传统A型白炽灯，是商业及住宅照明应用的极佳节能替代解决方案，不仅更环保，而且更易于维护和替代。传统白炽灯存在不同功率等级，如40 W(光输出约450 lm)或60 W(光输出约600至800 lm)。如今一流的暖白光LED的光效处在100 lm/W范围内。考虑到热效应及光电转换效率，要提供450 lm光输出，大约需要5至7颗LED.安森美半导体目前正在开发应用于LED A型灯的NCL30000 TRIAC可调光方案。

有利的是，安森美半导体已经基于临界导电模式功率因数校正控制器NCP1607开发出了A19灯泡LED驱动器参考设计(见图6)。这参考设计的输入电压范围为90至265 Vac,额定输出功率约为6.4 W(16.5 @ 400 mA)，采用隔离型单段式设计，在输入电压范围内功率因数高于0.9,能效高于80%,符合IEC61000-3-2 C类谐波含量标准(输入THD《15%)，遵从FCC B类导电型辐射标准，设计时就顾及到了符合UL8750安规，并符合“能源之星”针对整体式LED灯泡的1.1版规范要求。

图6:基于NCP1607的高功率因数A19灯泡E26/E27驱动器方案

总结

本文围绕低功率AC-DC LED通用照明应用，着重分析了隔离型LED驱动器的应用设计要求，介绍了安森美半导体相应的单段式隔离型高功率因数LED驱动器方案NCL30000,并分析了NCL30000如何配合相关要求，如支持TRIAC调光、提供高能效、恰当散热及符合相关能效规范标准，并分享了安森美半导体已开发或正在开发的PAR30及A型LED灯泡替代参考设计，帮助设计工程师缩短设计周期，加快产品上市。