解析LED区域照明的驱动架构以及典型设计方案

图2 CAT4201高压LED驱动器配置

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

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。

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3)用于更大功率区域照明应用的高能效LLC拓扑结构驱动电源

近年来，业界对超高能效的LED照明拓扑结构兴趣日浓，期望在更大功率的50 W至250 W LED区域照明应用中提供高能效(如高于90%)。要提供这样高的能效，需要采用高能效的电源拓扑结构，如谐振半桥双电感加单电容(LLC)拓扑结构，从而充分发挥零电压开关(ZVS)的优势。

在这类要求超高能效的更大功率