解決方案：

?不同功率AC-DC供電LED通用照明應(yīng)用要求及方案
?不同功率DC-DC供電LED通用照明應(yīng)用要求及方案
?特別適合低電流LED照明應(yīng)用的線性恒流穩(wěn)流器
?LED照明解決方案周邊元器件
本文旨在探討LED通用照明市場不同功率范圍及不同電源供電應(yīng)用的要求，以及適用的LED驅(qū)動(dòng)器及相關(guān)元器件，幫助照明設(shè)計(jì)工程師盡擇適合的元器件方案卸酿，加快上市進(jìn)程。

不同功率AC-DC供電LED通用照明應(yīng)用要求及方案

不同功率的交流-直流(AC-DC) LED照明應(yīng)用所適合的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各不相同穿扳。如在功率低于80 W的應(yīng)用中衩侥，反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)選擇；而在講究高能效的應(yīng)用中矛物，諧振半橋雙電感加單電容(HB LLC)是首選顿乒。安森美半導(dǎo)體提供覆蓋寬廣功率范圍的AC-DC LED照明方案，表1列舉了幾種典型的安森美半導(dǎo)體AC-DC LED照明方案泽谨。

從應(yīng)用的功率等級來看，AC-DC供電的LED通用照明應(yīng)用包括低功率特漩、中等功率和大功率等不同類型吧雹。低功率應(yīng)用的功率范圍通常在1到12 W之間，中等功率涵蓋8到40 W范圍涂身，大功率應(yīng)用的功率常高于40 W雄卷。

1)1 W至8 W LED通用照明應(yīng)用要求及方案

在1 W到8 W的低功率LED通用照明方面搓蚪，典型應(yīng)用如G13、GU10丁鹉、PAR16妒潭、PAR20和嵌燈等。這類應(yīng)用的輸入電壓范圍在交流90至264 V之間榆博，恒流輸出電流包括350 mA和700 mA兩種仲及，能效要求為80%，并要求提供短路保護(hù)和過壓保護(hù)等保護(hù)特性侧焚。

在這類應(yīng)用中锭偿，可以采用安森美半導(dǎo)體的NCP1015自供電單片開關(guān)控制IC。這器件集成了固定頻率(65/100/130 kHz)電流模式控制器和700 V的高壓MOSFET摆地，提供構(gòu)建強(qiáng)固的低成本電源所需的全部特性挂剪，如軟啟動(dòng)、頻率抖動(dòng)增量、短路保護(hù)她打、跳周期、最大峰值電流設(shè)定點(diǎn)及動(dòng)態(tài)自供電功能(無需輔助繞組)等童唧。

值得一提的是栽埠，NCP1015在1 W到8 W LED照明應(yīng)用中，既可以用于隔離型方案叮凸，也可用于非隔離型方案兵罢，滿足客戶的不同應(yīng)用需求。這兩種方案的成本差不多滓窍。但隔離型方案采用變壓器實(shí)現(xiàn)電氣隔離卖词，方案中包含簡單的反饋電路和用于負(fù)載開路及故障保護(hù)的鉗位電路，安全性高吏夯，更適合于需求通過安規(guī)認(rèn)證的應(yīng)用此蜈。非隔離型方案采用抽頭電感來隔離交流信號，能提高M(jìn)OSFET工作的占空比噪生，提高系統(tǒng)能效及電路性能裆赵。

上述基于NCP1015的隔離型及非隔離型方案均不含PFC，但安森美半導(dǎo)體也提供含PFC的NCP1015/NCP1014方案跺嗽，為客戶提供更多選擇战授。

2)8 W至25 W LED通用照明應(yīng)用要求及方案：無PFC與有PFC

在8 W-25 W AC-DC LED照明應(yīng)用中，我們要考慮兩種情況桨嫁。一種是應(yīng)用不要求功率因數(shù)校正(PFC)植兰。另一方面，美國能源部(DOE)“能源之星”固態(tài)照明(SSL)規(guī)范規(guī)定任何功率等級皆須強(qiáng)制提供功率因數(shù)校正(PFC)。這標(biāo)準(zhǔn)適用于一系列特定產(chǎn)品楣导，如嵌燈捎霍、櫥柜燈及臺(tái)燈，其中漏匿，住宅應(yīng)用的LED驅(qū)動(dòng)器功率因數(shù)須大于0.7缨吸，而商業(yè)應(yīng)用中則須大于0.9。但這標(biāo)準(zhǔn)屬于自愿性標(biāo)準(zhǔn)衅洞，即可選擇不遵從或遵從源照。因此，要考慮的另一種情況是要求PFC揽仔。

不需要PFC的8 W到25 W AC-DC LED照明方面覆厦，典型應(yīng)用如PAR30、PAR38和嵌燈琅戏。在這類應(yīng)用中们袜，輸入電壓要求為85~135 Vac或185~264Vac(或通用輸入)，能效要求大于80%择常，提供短路保護(hù)及開路保護(hù)等保護(hù)特性堰怜，恒流輸出電流為350 mA、700 mA及1 A等不同電流滋戳。相應(yīng)地钻蔑，可以采用安森美半導(dǎo)體的NCP1028或NCP1351，奸鸯。

其中咪笑，NCP1028是一款增強(qiáng)型單片開關(guān)控制IC，提供800 mA峰值電流娄涩，還提供過功率保護(hù)窗怒、內(nèi)置斜坡補(bǔ)償及輸入欠壓保護(hù)等特性，適用于在通用寬電源輸入的應(yīng)用中提供幾瓦至15 W的輸出功率蓄拣。除了基于NCP1028的無PFC方案扬虚，安森美半導(dǎo)體現(xiàn)也提供基于NCP1028的有PFC的方案。NCP1351則是一款固定導(dǎo)通時(shí)間球恤、可變關(guān)閉時(shí)間脈寬調(diào)制(PWM)控制器辜昵，適用于成本至關(guān)重要的低功率離線反激開關(guān)電源應(yīng)用。這器件支持頻率反走咽斧，還具有閂鎖輸入堪置、自然的頻率抖動(dòng)、負(fù)電流感測及擴(kuò)展的電源電壓范圍等特性糯锦。

在要求PFC的8 W到25 W AC-DC LED照明方面攒陋，典型應(yīng)用同樣是PAR30诀次、PAR38和嵌燈。這類應(yīng)用的輸入電壓規(guī)格為90至264 Vac薯荷，能效要求80%，支持350 mA咆比、700 mA及1 A恒流輸出戒舆，提供短路及過壓保護(hù)，功率因數(shù)要求高于0.9扩芋。這類應(yīng)用適合采用安森美半導(dǎo)體的NCL30000單段式功率因數(shù)校正LED驅(qū)動(dòng)器睦柏。單段式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)省下專用PFC升壓段，減少元器件數(shù)量聪痢，幫助降低系統(tǒng)總成本赶馍。NCL30000提供高于0.9的功率因數(shù)，滿足IEC C類諧波含量要求翼袒。這器件能夠直接驅(qū)動(dòng)LED摘甜，帶精確恒流輸出控制，在5至15 W的較低輸出功率時(shí)能效高于80%玄柏，典型能效高于83%襟衰，并支持TRIAC等現(xiàn)有調(diào)光方案。

3)50 W至200 W LED通用照明應(yīng)用要求及方案

功率高于50 W的AC-DC LED應(yīng)用廣泛用于街道照明及大功率區(qū)域照明粪摘，可以采用不同的LED方案瀑晒，用于50 W-150 W或100W -200 W的功率范圍。假定其輸入電壓規(guī)格為90--264 Vac徘意，功率因數(shù)高于0.9苔悦，能效大于85%，提供短路及過壓保護(hù)椎咧，及350 mA玖详、700 mA和1 A的恒流輸出。此類應(yīng)用可以采用下述不同方案邑退，適應(yīng)不同需求：
NCL30001：單段式PFC LED驅(qū)動(dòng)器竹宋；
NCP1607+NCP1377：CrM PFC+ QR PWM；
NCP1607+NCP1397或NCP1392/3：CrM PFC+ LLC PWM地技。

以NCL30001為例蜈七，這是一款電流連續(xù)模式(CCM)控制器，用于40 W到150 W功率范圍的單段式功率因數(shù)校正LED驅(qū)動(dòng)器墅纲。這器件支持20到250 kHz的可調(diào)節(jié)開關(guān)頻率薛津，支持頻率抖動(dòng)和電壓前饋，包含輸入欠壓和過載定時(shí)器游淆，提供高能效和高功率因數(shù)及強(qiáng)固的保護(hù)特性症妻。

值得一提的是节婶，近年來，業(yè)界對超高能效的LED照明拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)興趣日濃追临，期望在相對較低的功率電平(<50 W)提供高于90%的能效享积，這個(gè)能效目標(biāo)甚至比“能源之星”2.0版外部電源能效要求(功率不超過49 W時(shí)能效高于87%)更高。要達(dá)到這樣高的能效蘑弊，需要采用新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)履岂，如從反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向諧振半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而充分發(fā)揮零電壓開關(guān)(ZVS)的優(yōu)勢掘缭。有利的是函强，安森美半導(dǎo)體早已著手開發(fā)能用于LED驅(qū)動(dòng)電源的高能效半橋解決方案，如NCP1396及其升級版NCP1397高性能諧振模式控制器觅冈。NCP1397內(nèi)置高端和低端驅(qū)動(dòng)器反璃，支持可調(diào)節(jié)及精確的最低頻率，提供極高能效假夺，并具備多種故障保護(hù)特性淮蜈。

不同功率DC-DC供電LED通用照明應(yīng)用要求及方案

4)1 W-3 W DC-DC LED降壓應(yīng)用

典型1 W-3 W DC-DC LED降壓照明應(yīng)用包括MR11/MR16、汽車照明侄泽、太陽能供電等礁芦。這類應(yīng)用的輸入電壓為5到28 Vdc，支持350 mA和700 mA恒流輸出悼尾，頻率達(dá)500 kHz至2 MHz柿扣，能效不低于90%，工作溫度范圍為-40℃至125℃闺魏。在這類應(yīng)用中未状，可以采用安森美半導(dǎo)體的CAT4201降壓LED驅(qū)動(dòng)器。這器件擁有專利的開關(guān)控制架構(gòu)析桥，可驅(qū)動(dòng)7顆串聯(lián)LED(24 V輸入時(shí))司草，能效高達(dá)94%，并提供LED開路保護(hù)泡仗、限流和過熱保護(hù)等保護(hù)特性埋虹。                           

5)1 W-30 W DC-DC LED降壓應(yīng)用

典型1 W-30W DC-DC LED降壓應(yīng)用包括MR16射燈、街道照明中的次級端DC-DC LED驅(qū)動(dòng)器裁愉。這類應(yīng)用中驳辖，輸入電壓范圍為7 至120 Vdc，輸出電壓范圍為6至110 Vdc属缚，支持350 mA体咽、700 mA或1 A恒流輸出，能效不低于90%隧鸠。這類應(yīng)用可以采用安森美半導(dǎo)體的NCL30100降壓LED驅(qū)動(dòng)器飒迅，這器件外置開關(guān)MOSFET同蚂，提供靈活的輸入電壓和輸出電流設(shè)計(jì)，能效高于95%泌弧，其應(yīng)用電路圖參見圖6(a)扔相。

6)1 W-20 W DC-DC LED升壓應(yīng)用

典型3 W-20 W DC-DC LED升壓應(yīng)用常見于DC-DC LED驅(qū)動(dòng)器。這類應(yīng)用的輸入電壓為5至28 Vdc翻框，支持350 mA或700 mA恒流輸出察夕，能效不低于90%。這類應(yīng)用可以采用安森美半導(dǎo)體的NCP3065/NCP3066 LED驅(qū)動(dòng)器窗悯。NCP3065/NCP3066能夠配置為降壓、升壓偷拔、單端初級電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)和逆變器等不同模式蒋院，并提供相應(yīng)的汽車應(yīng)用版本，即NCV3065/NCV3066莲绰。圖6(b)顯示的是NCP3066的升壓配置LED應(yīng)用電路圖欺旧。

7)1 W-3 W手電筒LED升壓/降壓應(yīng)用

1 W-3 W手電筒LED應(yīng)用中既有升壓型，也有降壓型蛤签。升壓型應(yīng)用的輸入電壓范圍為1至2.5 Vdc辞友，工作頻率達(dá)1.2 MHz；降壓型應(yīng)用的輸入電壓范圍為4至5.5 Vdc震肮，頻率達(dá)1.7 MHz称龙。兩類應(yīng)用都需支持350 mA或600 mA恒流輸出，能效高于90%戳晌。在1-3 W手電筒升壓LED應(yīng)用可采用安森美半導(dǎo)體的NCP1421升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器鲫尊，同等功率范圍的手電筒降壓LED應(yīng)用可以采用安森美半導(dǎo)體的NCP1529低壓降壓轉(zhuǎn)換器。

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