中等電壓LED驅(qū)動器拓撲及安森美半導體解決方案

中等電壓通用照明(景觀照明、低壓軌道燈、太陽能供電照明、汽車、應急車輛、航海應用、12 Vac/Vdc MR16燈、飛機內(nèi)部照明、標牌背光、廣告牌文字電路和標牌)大多采用離線AC-DC電源、電池或帶低壓交流輸出的電子變壓器供電。根據(jù)LED電流及工作條件，需要線性或開關穩(wěn)壓器型LED驅(qū)動器方案。為此，安森美半導體提供滿足不同應用需求拓撲的LED驅(qū)動方案。

1) 線性LED驅(qū)動器方案

線性方案簡單，易于設計，允許用高穩(wěn)流精度驅(qū)動LED,而不必考慮LED正向電壓或輸入電源的變化，成為許多照明應用的首選。線性LED驅(qū)動器必須匹配應用的功耗要求。安森美半導體提供多種恒流線性LED驅(qū)動器，其電流電平涵蓋10 mA至1 A范圍。

圖4:外部BRT調(diào)光的恒流穩(wěn)流器

NSI45系列是雙端或三端線性恒流穩(wěn)流器(CCR)，基于安森美半導體的自偏置晶體管技術，非常適合驅(qū)動建筑物、汽車及工業(yè)標牌LED照明等應用不同輸入電壓的LED應用。NSI45系列可在寬輸入電壓范圍工作，還可以在極端電壓和工作溫度下防止LED熱失控影響。由于包括低啟動電壓，無論正向電壓(Vf)如何變化都可實現(xiàn)精密穩(wěn)流，同時具有保護LED的負溫度系數(shù)特性。

依照通道輸出電流，安森美半導體的線性LED可劃分為10至50 mA(NSI50010Y、NSI45015W、NSI45020JZ、NCV7680、NSIC2030B、NSIC2020B、NSI45030Z、NSI45030AZ、NSI45030A、NSI45030、NSI45025Z、NSI45025AZ.NSI45025A、NSI45025、NSI45020A、NSI45020、NSIC2050B);60至350 mA(CAT4104、NSI50350AS、NSI50350AD、NUD4011、NSI45035JZ、NSI50150AD、NSI45090JD、NSI45060JD);以及500 mA(NUD4001)和1000 mA(CAT4101)。其中一些器件輸出電流跨度很大，更加方便選擇。

2) 開關驅(qū)動器方案

用于中等電壓通用照明的開關驅(qū)動器有多種拓撲，如降壓、升壓;降壓/升壓的NCP3065和NCP3066(可以配置為控制器)、NCP3163、MC33163、NCP1294;降壓的CAT4201、NCP1034、NCL30100、NCL30105、NCL30160、NCL30161;此外還有升壓或SEPIC的CS5171/3.

圖5:開關驅(qū)動器方案

中等電壓LED通用照明應用示例

1) LED MR16燈泡方案

針對空間及高能效要求的低功率應用，安森美半導體提供一款能效高達95%,又具有自然LED開路保護的固定關閉時間降壓LED驅(qū)動器控制器NCL30100.該器件采用準固定關閉時間、峰值電流遲滯控制方法，不要求補償元件;其低邊N-FET開關拓撲適合連續(xù)導電模式工作，無須輸出電容;其工作頻率小于500 kHz,±5%典型穩(wěn)流容限，VCC工作電壓范圍為6.35至18 V.

圖6:采用NCL30100的LED MR16燈泡方案

對于3至4個LED模塊的12 V AC-DC設計，可以使用安森美半導體針對NCP3065的評估板NCP3065BBGEVB,用來驅(qū)動12 Vac/Vdc應用中的夏普ZENIGATA?、Cree XLamp?MC-E及其他LED模塊。其特點是小尺寸、寬輸入和輸出工作電壓，輸出電流經(jīng)過穩(wěn)流，還具有LED開路保護、輸出短路保護能力。該解決方案適用于MR16燈泡、景觀照明、交通照明。

2) 太陽能供電LED路牌方案

大功率LED可采用安森美半導體的恒流降壓LED驅(qū)動器NCL30160,實現(xiàn)高達98%的能效。它采用30 mΩ集成MOSFET,100%占空比可提供高能效;輸入電壓范圍為6.3 V至40 V,開關頻率可達1.4 MHz;還具有專用PWM調(diào)光引腳/低功率關閉、無須控制環(huán)路補償和1.5 A平均電流能力。

圖7:太陽能供電LED路牌方案

3) 3顆及4顆LED模塊的12 V AC-DC方案

在低壓12 Vac/Vdc應用中，LED模塊的正向電壓與輸入電壓范圍交疊，因此要使用單開關降壓-升壓配置。安森美半導體針對驅(qū)動多裸片LED模塊提供12 V AC-DC方案。其特點是小尺寸、寬輸入及輸出工作電壓范圍、穩(wěn)流輸出電流;具有LED開路保護和輸出短路保護功能。其應用包括MR16燈泡、景觀照明和交通燈。

圖8:多顆LED模塊12 V AC-DC方案

總結(jié)

為滿足綠色電子產(chǎn)品的高性能、高能效需求，安森美半導體利用其在低電壓和高壓技術及在電源管理方案方面的專長，提供全面的LED驅(qū)動或控制解決方案。這些方案在集成更多功能的同時，采用越來越小的封裝，實現(xiàn)越來越低的功耗，使客戶能夠開發(fā)高能效的低壓便攜及中等電壓LED通用照明方案，并加快產(chǎn)品上市。