不同电源供电及功率等级的LED照明驱动器方案

作者：时间：2009-06-30来源：网络收藏

随着LED技术的发展，LED的应用已经从传统的小功率便携产品背光拓展至中大功率的室内照明、室外照明及手电筒等应用。根据驱动电源的不同，LED照明通常可以划分为交流-直流(AC-DC) LED照明、直流-直流(DC-DC) LED照明电源以及电池供电的LED手电筒等不同类型，LED灯具及其功率也各不相同，如3 W PAR16、3×2 W PAR20、10 W/15 W PAR30、15 W/22 W PAR38、1 W G13、3 W GU10、1 W MR11、3 W MR16、3 W/9 W/15 W嵌灯、1W-3W阅读灯等。

1，AC-DC LED照明解决方案

安森美半导体在AC-DC电源供电的LED照明应用中，提供各种离线控制器及功率因数校正(PFC)控制器，并配合隔离及非隔离要求提供不同的LED应用方案。在交流线路电压与LED之间没有物理电气连接的隔离应用中，常见的拓扑结构有反激(Flyback)及双电感加单电容(LLC)半桥谐振。不同拓扑结构适合于不同的功率范围或是用于满足特别的设计要求。例如，反激拓扑结构是小于100 W的中低功率应用的标准选择，而LLC半桥拓扑结构是大功率和高能效的首选方案。

图1：不同功率范围的隔离型拓扑结构

AC-DC LED照明应用中，小功率的LED应用通常以恒流(CC)来驱动，而恒压(CV)功能是在输出开路的情况下作为保护功能。大功率的LED应用可能需要在电路中增加功率因数校正(PFC)，其中的AC-DC转换与LED驱动两部分电路既可能采用整体式(integral)配置，即两者融合在一起，均位于照明灯具内，也可以采用分布式(distributed)配置，如图2，从而简化安全考虑，并增加系统灵活性。

图2：大功率LED驱动的分布式(distributed)配置结构

从应用的具体功率范围来看，AC-DC LED照明的电源方案应用主要包括：

 1 W-8 W：G13/GU10/PAR16/PAR20照明
 8W -25 W：PAR30/PAR38照明
 50 W-300 W：区域照明

1) 1 W-8 W AC-DC LED照明应用

这类应用要求的输入电压为90至264 Vac，能效达80%，同时提供短路保护、过压保护等保护特性，并提供350 mA、700 mA恒流，应用领域包括G13、GU10、PAR16、PAR20及嵌灯(downlight)等。
这类应用中可以采用安森美半导体的NCP1015自供电单片开关稳压器。这颗器件集成了固定频率(65/100/130 kHz)电流模式控制器和700 V的高压MOSFET，提供构建强固的低成本电源所需的全部特性，如软启动、频率抖动、短路保护、跳周期、最大峰值电流设定点及动态自供电功能(无需辅助绕组)等。图3显示的是NCP1015在隔离型1 W-8 W范围AC-DC LED照明应用的电路示意图。值得一提的是，NCP1015同样可用于非隔离型(电路中不含高频变压器)1 W-8 W范围的AC-DC LED照明应用，电路中可以采用抽头(tapped)电感来提高MOSFET工作的占空比，并改善系统能效及电路性能。