不同功率等级的LED照明驱动方案介绍

1、不同功率等级的LED照明驱动方案介绍凭借着节能、高效、长使用寿命等优势，LED照明成为当下异常火热的一个领域。欧美、日本各国纷纷出台政策支持LED照明的发展。LED照明的发展催生了LED驱动器巨大的市场需求。本文将按照电流的等级来简要介绍几种用于不同领域的LED照明驱动方案，详细内容请登录电子元件技术网获取。 市场上典型的LED驱动器包括两类，即线性驱动器和开关驱动器。如电流大于500mA的大电流应用采用开关稳压器，因为线性驱动器限于自身结构原因，无法提供这样大的电流；而在电流低于200mA的低电流应用中，通常采用线性稳压器或分离稳压器；而在200至500mA的中等电流应用中，既可以采用线性稳

2、压器，也可以采用开关稳压器。 开关稳压器的能效高，且提供极佳的亮度控制。线性稳压器结构比较简单，易于设计，提供稳流及过流保护，且没有电磁兼容性(EMC)问题。线性恒流稳压器 在低电流LED应用中，电阻型驱动器尽管成本较低且结构简单，但这种驱动器在低电压条件下，正向电流较低，会导致LED亮度不足，且在负载突降等瞬态条件下，LED可能受损；并且电阻是耗能元件，整个方案的能效较低。与电阻型驱动器相比，安森美半导体推出的线性恒流稳压器可以提供稳定电流，在宽电压范围下提供恒定亮度，在高输入电压时保护LED，使其免于过驱动，在低输入电压时提供更高的亮度。而得益于其恒流特性，整个驱动仅需要一个SOT223封

3、装的线性稳压器，结构简单；客户可以减少或消除源自不同供应商提供的不同LED的编码成本，使系统总成本更低。线性稳压器的适合手电，手持应急灯，走廊夜灯等小电流应用。电感型转换器线性稳压器输出的弱点是输出能力有限，且不能升压使用。电感型转换器是很好的解决方案，可以实现良好的光亮控制和最佳的总发光效率。选择合适的电感型转换器有助提升效率，而实际无论是升压或是降压，都取决于应用的电源和LED的配置结构。可使用TRIAC调光的LED驱动方案在日常照明中虽然大功率LED现在还不能大规模取代传统的白炽灯，但它们在室内外装饰、特种照明方面有着越来越广泛的应用，大功率LED被称为“绿色光源”，将向大电流(300m

4、A至1.4A)、高效率(60至120流明/瓦)、亮度可调的方向发展。传统的TRIAC（双向晶闸管）调光控制器是用来调节电阻性的负载(例如是白炽灯或卤素灯)，而目前市场上的LED驱动器解决方案，在作TRIAC调光控制的时候，会产生120Hz的闪烁及/或不能实现100:1的对比度。LM3445离线式LED驱动器解决方案，适用于任何使用TRIAC(三端双向可控硅)壁挂式调光器的LED照明应用，而且能够提供宽范围的，稳定的亮度平滑调整，并不会产生闪烁的变化。LED日光灯驱动方案大功率LED照明需要的是低电压、大电流的驱动器件，其发光的强度由流过LED的电流决定，电流过强会引起LED的衰减，电流过弱会影

5、响LED的发光强度，LED的驱动需要提供恒流电源，以保证大功率LED使用时的安全性，并得到理想的发光强度。因此，在LED照明领域，要体现出节能和长寿命的特点，选择LED驱动IC至关重要，没有好的驱动IC的匹配，LED照明的优势无法体现。LED路灯照明解决方案 对于输出功率更高一级的照明路灯的应用（一般要大于100W），设计一个高效率的大功率电源并控制好散热是整个系统的关键点。200W电源解决方案可以基于FAN6961电压模式PFC控制器的高功率因数预稳压器，并基于谐振LLC拓扑的隔离型DC/DC转换器构成，输入电压范围可从90VRMS到265VRMB，可产生六路输出，每路最大输出功率为0.7A

6、/48V。该电源方案的主要优势包括：非常紧凑设计；全负载效率大于94%；待机功耗仅为1.2W；EMI很低；可通过PWM信号调光；只有PFC开关需要加散热片，整个系统安全可靠能长时间的使用。高效率LED相位调光驱动器近年来，LED（发光二极管）在性能改进方面 取得了稳步发展。LED器件在一般照明方面技术日臻成熟，巨大的市场初露端倪。与现有的照明技术相比，LED照明的主要长处包括：节能，长寿命，易调光等。当然，实现这些优势需要全面优化LED灯设计，包括热、光、电各方面。灯泡的总体效率是所有不同方面效率的体现。就电路方面而言，需要考虑以下几个基本要点。拓扑选择：将LED灯接入市电时，需要设计某种电路

7、将市电电压转换成LED所需电流。尽管大量串联低电流LED可以省去开关模式转换的麻烦，但这种方法不适合今天市场上通行的大功率、高电流LED的要求。在将这类LED灯与市电电压结合方面，以下两种开关模式布局是最常见的方式：-降压变换器，通过电感将输入电压转换成输出电流-反激变换器，通过变压器来转换功率。图1 降压转换器拓扑图图2 反激转换器拓扑图降压变换器可以直接控制输出电流，并且效率很高，但缺点是缺乏电流隔离。为了达到安全标准，必须在别处进行隔离。反激变换器可以提供电流隔离，同时提高绕组比率的灵活性，但它需要用间接方式感知LED电流。上述两种拓扑结构中，输入和输出电压的比率决定了电开关的占空比、峰

8、值电流和效率。而在反激拓扑中，可以通过改变绕组比率来减少峰值电流并优化占空比。降低初级峰值电流还可以降低成本和滤波难度，以满足市电传导发射标准。参见以下根据简化模型进行的运算（未包括容性或交流损耗），以说明上述结构：示例1：Vin=300 V Vf LED=3V ILED=2 APout= 7 W 降压：Rl=1 Rs= 5Ud=0.7V 工作占空比=3/300=1%. Ipeak=4 A (BCM 模式) Prl=1/3x42X1X100%= 5.33WPrs= 1/3X42X5X1%=0.27W.Pd=0.7X2X99%=1.39WPin=14 W= 50%.反激：Rp=6Rs=0.1比率

9、=50:1T1=33% T2=66%. Ipeaksec= 6 AIpeakprim= 120mA.(BCM 模式)Prp=1/3x0.122x6x33%=10mW.Prs=1/3x62x0.1x66%=0.792 WPd=3x0.7x66%=1.39 WPin=9.19 W= 76%.示例2：Vin=175 VVf LED=35 VILED= 200mA Pout=7 W降压：Rl=1 Rs= 5Ud=0.7V 占空比=35/175=20% Ipeak=0.4 A (BCM 模式) Prl=1/3x0.42x1x100%= 53mWPrs= 1/3x0.42x5x20%=53mW.Pd=0.

10、7x0.2x80%=112mWP输入= 7.218W= 97%.反激：Rp=6Rs=0.1比率=50:1T1=50%T2=50%. Ipeaksec= 0.8 AIpeakprim= 160mA.(BCM 模式)Prp=1/3x0.162x6x50%=26mW.Prs=1/3x0.82x1x50%=106mWPd=0.4x0.7x50%=140 mW.Pin=7.27 W= 96%.示例小结：基于多种因素：LED灯结构、隔离要求及所选LED封装，可选择反激变换器或降压器作为解决方案。另外输入和输出电压比对效率有很大影响。调光模式：传统的白炽灯调光时会将较多电能转换成热能，而LED灯在调光方面比

11、白炽灯泡有巨大的优势。LED灯的亮度输出和流经的电流几乎成正比，甚至由于暗光时温度较低还可能进一步改善其亮度。热阴极荧光灯需要额外功率来加热其灯丝，因此调光操作会缩短其使用寿命，且由于其在调光时会出现反向冷色位移，因而无法调至较低亮度(1%)。相对于亮度介于2001000流明之间的白炽灯，LED 灯输入功率则介于330W之间。图3 调光光源功能对比如果LED灯能够利用现有调光器进行调光，则可以显著降低市场进入门槛。但是，由于现有调光器是设计用于相当于2050W电阻负荷的白炽灯的，因此需要额外设计一些电路。另外由于白炽灯泡的调光器没有统一标准，其性能差异较大。调光器可以分成两类运行模式：-正切相

12、运行：调光开关需要经过零电压后一段可选时间才实现从关到开切换-负切相运行：调光开关在零电压前一段可选时间从开切换至关。 上述两种开关方式分别称为可控硅调光和晶体管调光。可控硅调光总是进行正切相，而晶体管调光则进行负切相。晶体管调光器可以用于容性负载，但可控硅调光器在现有已安装用户中占有绝对份额。图4 正相位调光器(50Hz) 可控硅调光器工作原理：可控硅由四层不同性能的半导体构成，具有以下锁存功能：- 接通时，必须有足够电压，且有足够电流保持足够时间，器件才能完全锁闭。此电流即所谓的锁闭电流(Ilatch)，与门电流相关。- 如果器件锁闭并关闭，一个定向直流电流须流经器件。此电流即所谓的保持电

13、流(Ihold)。如果此电流改变极性，则开关将重新打开。可控硅不是完全对称器件。上述参数取决于电流方向和温度。除了这些参数之外，在调光器中还有一个定时电路，在电压为零时会重置。此定时电路通常由电容/电阻组成。电容需要充分放电。 如果达不到上述调光器稳定运行的条件要求，则可能出现多种问题，不可避免地导致灯泡运行不稳定。而没有足够缓冲的LED电路不能很好工作，因为它们对于功率变化的反应要比白炽灯快很多倍。即使是低于肉眼响应频率(200-120 Hz)的微小亮度变化也会带来麻烦。更大、更突然的变化可造成更高频率的可见闪烁。 晶体管调光器采用整流桥与开关器件（如MOSFET或双极晶体管）组合来开关主电

14、流。同时它还有额外电路来驱动这些器件，这些电路也需要电能供应。此电能在开关开启时被储存在电容器中。尽管在调光器电路中浪费的电能并不多，但从电开关处抽取的电流远比一个被动定时电路所需的电流要大得多。 实现这些要求的常用办法是在调光器电路中放置一个足够大的电阻负载，因为它们就是专为这种阻性负载设计的。然而，在LED系统中其产生的额外损耗从节能和散热的角度来说是不可容忍的。同时，LED及其驱动器不是一个阻性负载，LED一般通过电流进行控制。采用了电流驱动器，LED系统就象一个恒定的功率耗散器（输入端的电压电流乘积是恒定的）。最后一项要求是，为使LED器件在最大额定值实现最有效运行，必须用持续不断的电

15、流进行驱动。由于这些LED封装仍然是通用LED照明系统中最主要的成本，所以最经济的办法就是让它们实现最有效运行。要在市电电压下实现这一点，能量储存就成为必需。电能储存可以使用电容器。但是在LED系统的输入端使用电容负载又不兼容可控硅调光器。输入电流仅在输入电压高于电容电压的有限间隔运行。向电容器充电的电流因为可控硅的开关而变得非常高。由此带来的浪涌电流则可以摧毁调光器和LED系统。为避免这一点，可以在其中设置浪涌电流限制电阻，代价是损失部分功率。其它可选方案包括采用升压转换器作为前置电路或在次级阶段采用带电容式缓冲的反激转换器。这两种方式都有模拟电阻行为的功能，但需要更多的电子电路支持。特别是

16、其中磁性零部件的尺寸和成本经常成为难题，因此，对于低功率应用(25W)，电阻还是最常用的方案。 要满足调光器要求，必须抽取一个恒定电流。此电流一般使用泄放电路抽取。对于低电压市电，此电路必须采用低电阻值以实现调光器中的RC定时电路重置。要抽取的电流大小取决于具体调光器，但对于多数可控硅调光器来说，100mA是个不错的选择。对于高电压市电，此电流将断开以避免过多损耗。在可控硅调光器打开时，必须有保持电流运行。其通常值是35mA。但是，如果LED封装及其驱动器已经抽取了此电流，则无需采取另外行动。120VAC电压下，35mA持续电流相当于4.2W损耗。LED调光时，消耗功率很容易下降至该水平以下，

17、因此需要另外加装一个泄放器。为避免电容器放电至该泄放器，又需要安装一个定向二极管。 最后需要说明的一点是调光曲线校正。如果想要LED灯泡调光曲线与白炽灯类似，则曲线必须是对数性的。线性LED调光曲线需经人眼光敏感度校正。根据经验法则，电流每减少到1/5则亮度下降一半，因此，0.8%的电流将导致亮度仅为原来的1/8。图5 肉眼对亮度的感知目前在市场有一款IC可以提供上述所有特点，并可以灵活选择反激和降压拓扑结构。这就是恩智浦的SSL2101。除了使用集成的MOSFET构成转换器外，此款IC还包含两个集成HV开关用于泄放运行，还有一个输入可用于感知灯泡功率并在需要时激活另外的泄放功能。这样就可以让

18、设计师在设计时既可以实现成本效益又可以缩小电路板尺寸。 此款IC采用两个方法控制输出功率并因而控制LED电流： - 用亮度输入管脚控制转换器工作频率。- 用PWMlimit输入管脚控制开关的断开时间。 LED电流通过以下公式与转换器动作关联：由于初次峰值电流由开关的接通时间控制，所以PWMlimit管脚对LED电流可产生二次影响。IC内部电路以对数方式改变了转换器频率。频率和接通时间控制的综合效果可使LED的调光曲线接近于白炽灯的调光曲线。使用这两种控制方法还可以让设计师在控制器工作频率达到声频之前降低峰值电流。这样可以降低变压器或电感的噪音，同时实现这些元件的最大利用。由于LED照明要求深度

19、调光，其低功率水平的电路效率由于也是常用运行模式而变得更加重要。SSL2101由于采用内部HV电流源启动IC，因此不再需要外部启动电路。运行中，效率更高的附属线圈会接替提供IC运行所需能量，同时避免过多浪费。降低频率与控制接通时间相结合还可以减少该模式下的容性开关损耗。电流稳定：SSL2101还有一个额外输入AUX管脚，可用于检测电感元件的退磁情况。这样可以让转换器运行在最高效率模式，即临界导通模式(BCM)：下一个转换周期只在电感完全退磁后启动。这样不仅确保磁性材料得到充分利用，还可以防止电流硬开关。这样除了提高了效率，又获得另一个显著好处：在该运行模式下，转换器频率变化和输出负载电压正好相

20、反。输出电压降低，频率也降低。输出电压升高，频率也升高。这种补偿可带来无反馈下更稳定的输出电流。SSL2101还有一个可帮助在低功率水平时进行高效功率转换的功能就是谷底开关。该功能可以通过在漏极电压最低时进行开关来降低容性接通损耗。参见图6。在转换器中，由于开关管在接通时寄生电容放电而导致部分能量损失。为降低这些损耗，所有与漏极相连结的寄生电容必须降至最低。这包括缓冲器定向二极管的反向放电、电感电容以及反激次级电路的映射输出电容。结论：拓扑选择、调光接口优化以及高效的转换器设计，所有这一切帮助我们为可调光市电LED灯设计出高效驱动器。尽管在与现有切相调光器实现兼容的过程中有一些额外损失，但与调

21、光白炽灯相比，我们在节能和可靠性方面取得了显著进步。不同功率等级的LED照明驱动方案介绍凭借着节能、高效、长使用寿命等优势，LED照明成为当下异常火热的一个领域。欧美、日本各国纷纷出台政策支持LED照明的发展。LED照明的发展催生了LED驱动器巨大的市场需求。本文将按照电流的等级来简要介绍几种用于不同领域的LED照明驱动方案，详细内容请登录电子元件技术网获取。 市场上典型的LED驱动器包括两类，即线性驱动器和开关驱动器。如电流大于500mA的大电流应用采用开关稳压器，因为线性驱动器限于自身结构原因，无法提供这样大的电流；而在电流低于200mA的低电流应用中，通常采用线性稳压器或分离稳压器；而在

22、200至500mA的中等电流应用中，既可以采用线性稳压器，也可以采用开关稳压器。 开关稳压器的能效高，且提供极佳的亮度控制。线性稳压器结构比较简单，易于设计，提供稳流及过流保护，且没有电磁兼容性(EMC)问题。线性恒流稳压器 在低电流LED应用中，电阻型驱动器尽管成本较低且结构简单，但这种驱动器在低电压条件下，正向电流较低，会导致LED亮度不足，且在负载突降等瞬态条件下，LED可能受损；并且电阻是耗能元件，整个方案的能效较低。与电阻型驱动器相比，安森美半导体推出的线性恒流稳压器可以提供稳定电流，在宽电压范围下提供恒定亮度，在高输入电压时保护LED，使其免于过驱动，在低输入电压时提供更高的亮度。

23、而得益于其恒流特性，整个驱动仅需要一个SOT223封装的线性稳压器，结构简单；客户可以减少或消除源自不同供应商提供的不同LED的编码成本，使系统总成本更低。线性稳压器的适合手电，手持应急灯，走廊夜灯等小电流应用。电感型转换器线性稳压器输出的弱点是输出能力有限，且不能升压使用。电感型转换器是很好的解决方案，可以实现良好的光亮控制和最佳的总发光效率。选择合适的电感型转换器有助提升效率，而实际无论是升压或是降压，都取决于应用的电源和LED的配置结构。可使用TRIAC调光的LED驱动方案在日常照明中虽然大功率LED现在还不能大规模取代传统的白炽灯，但它们在室内外装饰、特种照明方面有着越来越广泛的应用，

24、大功率LED被称为“绿色光源”，将向大电流(300mA至1.4A)、高效率(60至120流明/瓦)、亮度可调的方向发展。传统的TRIAC（双向晶闸管）调光控制器是用来调节电阻性的负载(例如是白炽灯或卤素灯)，而目前市场上的LED驱动器解决方案，在作TRIAC调光控制的时候，会产生120Hz的闪烁及/或不能实现100:1的对比度。LM3445离线式LED驱动器解决方案，适用于任何使用TRIAC(三端双向可控硅)壁挂式调光器的LED照明应用，而且能够提供宽范围的，稳定的亮度平滑调整，并不会产生闪烁的变化。LED日光灯驱动方案大功率LED照明需要的是低电压、大电流的驱动器件，其发光的强度由流过LED

25、的电流决定，电流过强会引起LED的衰减，电流过弱会影响LED的发光强度，LED的驱动需要提供恒流电源，以保证大功率LED使用时的安全性，并得到理想的发光强度。因此，在LED照明领域，要体现出节能和长寿命的特点，选择LED驱动IC至关重要，没有好的驱动IC的匹配，LED照明的优势无法体现。LED路灯照明解决方案对于输出功率更高一级的照明路灯的应用（一般要大于100W），设计一个高效率的大功率电源并控制好散热是整个系统的关键点。200W电源解决方案可以基于FAN6961电压模式PFC控制器的高功率因数预稳压器，并基于谐振LLC拓扑的隔离型DC/DC转换器构成，输入电压范围可从90VRMS到265V

26、RMB，可产生六路输出，每路最大输出功率为0.7A/48V。该电源方案的主要优势包括：非常紧凑设计；全负载效率大于94%；待机功耗仅为1.2W；EMI很低；可通过PWM信号调光；只有PFC开关需要加散热片，整个系统安全可靠能长时间的使用。高能效LED照明解决方案LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。近年来，凭借着节能、长使用寿命及色彩组合丰富等优势，LED成为增速最快的半导体领域之一，近年来的年复合增长率(CAGR)高达20%，预计2012年全球LED市场总值更将达114亿美元，前景非常

27、可观。LED照明系统面临的要求及挑战对于LED在通用照明中的应用，需要从系统的角度来分析其要求。总的来看，LED通用照明系统涉及到LED光源(紧凑高效，提供宽广范围的色彩和输出功率)、电源转换(将交流墙式插座、电池、太阳能电池的电源高效地转换至安全的低压直流电源)、控制和驱动(采用电子电路对LED进行稳压和控制)、热管理(结点温度控制非常重要，需要分析散热，从而实现更长的工作寿命)及光学器件等。对于LED驱动而言，它面临的主要挑战就在于LED的非线性。这主要体现在LED的正向电压会随着电流和温度而变化，不同LED器件的正向电压会有差异，LED“色点”会随着电流和温度而漂移，而且LED必须在规范

28、要求的范围内工作从而实现可靠工作。而LED驱动器的主要作用，就是在工作条件范围内限制电流，而无论输入条件和正向电压如何变化。对于LED驱动电路而言，除了进行恒流稳流，还面临着其它一些关键要求。例如，如果需要LED调光，通常采用的是脉宽调制(PWM)调光技术；而用于LED调光的典型PWM频率是1至3 kHz。此外，LED驱动电路的功率处理能力必须充足，且功能强固，可以承受多种故障条件，并且要易于实现。安森美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

29、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

30、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。固定输出电压如:48、 60Vdc 等图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：l 1 W-8 W：G13/GU10/PAR16/PAR20照明l 8W -25 W：PAR30/PAR38照明l 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

31、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

32、 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。图3 安森美半导体8 W LED驱动应用电路示电图(输入电压为85至264 Vac)2) 8 W-25 W AC-DC LED照明应用美国能源部(DOE)“能源之星”(ENERGYSTAR)固态照明(SSL)规范中规定任何功率等级皆须强制提供功率因数校正(PFC)。这标准适用于一系列特定产品，如嵌灯、橱柜灯及台灯，其中，住宅应用的LED驱动器功率因数须大于0.7，而商业应用中则须大于0.9。但这项标准属于自愿性标准，即可以选择不遵从或是遵从。相应地，在8 W-25 W AC-DC

33、LED照明应用中，我们考虑两种情况，一种是应用没有功率因数要求，即不需采用PFC控制器，另一种是要求采用PFC控制器。在不需要PFC的应用中，我们假定输入电压规格为90132 Vac或180264Vac(或通用输入)，能效达85%，提供短路保护及开路保护等保护特性，输出电流为350 mA、700 mA及1 A恒流，相应地可以采用安森美半导体的NCP1028或NCP1351。其中，NCP1028是一款增强型单片开关稳压器，适用于在通用主电源输入的应用中提供数瓦至15 W的输出功率。NCP1028的导通阻抗比NCP101x更低，提供800 mA峰值电流，具备NCP101x的诸多特性，此外还提供过功

34、率保护、内置斜坡补偿及输入欠压保护等特性。NCP1351则是一款固定导通时间、可变关闭时间脉宽调制(PWM)控制器，适用于成本至关重要的低功率离线反激开关电源应用。这颗器件支持频率反走，还具有闩锁输入、自然的频率抖动、负电流感测及扩展的电源电压范围等特性。图4显示的是90至264 Vac输入条件下基于NCP1351的8 W-25 W LED照明方案。图4 基于NCP1351的8 W至25 W AC-DC LED照明应用电路示意图。需要PFC的8 W-25 W AC-DC LED照明应用中，假定输入电压规格为90至264 Vac，功率因数高于0.9，能效达80%，提供短路及过功率保护，输出电流同

35、样有350 mA、700 mA和1 A等不同选择。在这类应用中，可以采用安森美半导体的NCP1607或NCP1608 PFC控制器。NCP1607是一款高性价比的临界导电模式(CrM) PFC控制器。这颗器件与业界标准引脚完全兼容，简化工程师的设计。可调节的过压保护(OVP)及环路开路保护等功能也增强了设计灵活性及强固性。图5展示的是NCP1607/NCP1608在85至135 Vac或185至264 Vac输入条件下的LED照明应用方案。 图5 基于NCP1607/8 PFC控制器的8 W-25 W AC-DC LED照明应用示意图3) 功率高于50 W的AC-DC LED照明应用在功率50

36、 W到300W的AC-DC LED应用广泛用于街道照明及大功率区域照明应用中，可以采用不同的LED驱动方案，假定其输入电压规格为90至264 Vac，功率因数高于0.95，能效达90%。此类应用可以采用下述不同方案，适合不同应用要求：NCP1652：改进型单段式PFCNCP1607/8+NCP1377：临界导电模式PFC+准谐振电流模式PWMNCP1607/8+NCP1396：临界导电模式PFC+半桥谐振LLC NCP1901：最新型两段式(PFC+更高效率半桥谐振LLC)例如，在50 W-150 W的AC-DC LED应用中，既可以采用NCP1652这样的改进型单段式PFC控制器，也可以结合

37、采用NCP1607/8 PFC控制器及NCP1377准谐振(QR)模式PWM控制器。其中，NCP1377结合了真正的电流模式调制器和退磁检测器，确保任何负载/线路条件下提供完整的CrM工作，并确保最低的漏电压开关(准谐振工作)。NCP1652驱动带有可编程死区时间的信号，支持有源钳位或同步整流，提供优化的能效。这颗器件还具有输入欠压保护、过压保护、过流保护等保护特性，支持频率抖动、跳周期及临界导电模式(CrM)/不连续导电模式(DCM)工作。基于NCP1652、采用85至135 Vac或185至264 Vac输入的50 W-150 W AC-DC LED方案的示意图如图6所示。图6 基于NCP

38、1652单段式PFC控制器的50 W-150 W AC-DC LED方案。50 W以上功率的AC-DC LED照明应用如果需要更高能效的LED电源，则需要高能效的LED照明拓扑结构，往往从反激式拓扑结构转向谐振半桥拓扑结构，以充分发挥零电压开关(ZVS)技术的优势。NCP1396及NCP1901均是安森美半导体开发的LED电源用高能效半桥谐振方案。图7显示的是基于NCP1901的最新型PFC+谐振半桥LED驱动器方案，输入电压为90至264 Vac，功率100 W至300 W，其中半桥段工作在固定频率以及固定占空比，用于降低开关损耗。图7 基于NCP1901的100W-300 W AC-DC

39、LED照明方案飞兆高亮度LED照明参考设计RD226减低设计复杂性飞兆半导体公司(Fairchild Semiconductor) 为 LED 应用设计人员带来一款参考设计 RD226，无须次级端控制电路和光耦合器，即可实施 AC 输入 LED 照明系统。RD226 是一款通用输入 12W LED 照明解决方案，能够减小高亮度 (HB) LED 灯的体积，并节省材料清单 (BOM) 成本。这款参考设计采用反激式拓扑的隔离型初级端控制离线 AC-DC 转换器，通用输入电压范围为85VRMS 至 265VRMS，线路频率为 50Hz 至 60Hz。RD226 还提供 350mA 和 700mA 可

40、选恒流输出，二者最大输出电压均为17V。这款参考设计使用飞兆半导体的FAN102器件作为初级端控制 PWM 控制器，以减小总体系统成本和体积。 带有 AC 电源输入的高亮度 (HB) LED 应用需要一个电路将 AC 输入电压转换为恒流，而在某些应用中，由于负载必须与电源输入隔离，因此增加了设计复杂性。传统方法需要使用带有恒流输出的反激式转换器。在大多数情况下，次级端控制电路会使用一个运算放大器配合一个参考电路，或只用一个专用控制 IC 来调节电流，并经由光耦合器向初级端的 PWM 控制器发送控制信息。飞兆半导体的创新解决方案，可让设计人员实现无须次级端控制电路和光耦合器的 AC 输入 LED

41、 照明系统。广鹏科技LED照明驱动控制IC A704广鹏科技(ADDtek Corp.)推出85V至265V交流电全电压输入范围、可驱动高功率LED、具多重保护机制的LED照明控制ICA704，为快速成长的全球照明用LED驱动市场需求提供简单高效率的解决方案。A704采用非隔离型高端降压式控制架构，以固定操作频率来降低干扰。广鹏科技创新专利的辅助电源及负载故障保护技术，除了提高整体效率、降低IC本体温度以外，更提供输出过电压保护、输出短路保护等多重保护机制，可提高系统运作时的稳定性与安全性。 A704的最大可驱动电流由外部晶体管规格决定，实际LED驱动电流则由一电阻设定。30uA超低激活电流，

42、可降低系统功率消耗提高效率。欠压锁定保护(UVLO)电路在多颗LED发生短路、或是输出级发生异常短路时，使IC停止工作，直至异常短路状况被排除，以避免IC温度升高；过热保护电路会在IC温度过高时，触发过热保护机制并关闭整个驱动电路以避免烧毁，当温度下降后，会自动重新激活并输出电流。恩智浦集成可调光市电LED驱动器SSL2101恩智浦半导体(NXP Semiconductors)日前宣布推出世界首款集成可调光市电LED驱动器SSL2101。恩智浦SSL2101是一款小尺寸开关模式电源(SMPS)控制器IC，专为驱动LED设备而设计，并且提供可调光能力，以进一步改善LED照明的能效。SSL2101

43、可以驱动各种具有不同电源要求的照明系统，包括LED改型灯具、LED模块、LED聚光灯、射灯以及用于商店展示的LED灯串。 SSL2101具有的可调光能力为照明系统设计师设计更高能效系统提供了不可多得的机会。这款高成本效益比器件具有高集成度，电子元件总数量少，电路板空间保持最小，同时使设计师能充分利用LED可调光特性的优势。 SSL2101与当今照明基础设施完全兼容，可以直接采用整流市电电源并结合相位调光器工作。SSL2101含有高压电源开关，可以直接从整流市电电压启动，因而无需外部启动电路。为支持调光能力，SSL2101包含两个集成高压开关用于分压器操作，以及一个输入，用于感应实时灯具功率，并在需要时激活附加分压器工作。 SSL2101还能在一块芯片上提供非隔离(降压)与隔离(回扫)解决方案。它有一个附加输入，可以用来检测电感元件的退磁，确保磁性材料得到充分利用，防止电流硬开关。该器件的内置电路可以用来降低电容性接通损耗，优化谷底开关效率，使SSL2101在低功率水平时能进行高效功率转换。SSL2101使用接通时间模式和频率模式来控制LED亮度。频率变化控制与接通时间控制二者相结