安森美半導體AC-DC非隔離高功率因數LED驅動(dòng)方案

　　采用交流-直流(AC-DC)電源供電的LED通用照明應用中，常見(jiàn)隔離拓撲結構與非隔離拓撲結構。所謂“隔離”，是指輸入與輸出之間采用變壓器等進(jìn)行電氣隔離。這兩種拓撲結構各有其特點(diǎn)。相比較而言，非隔離拓撲結構的優(yōu)勢包括磁性元件尺寸更小、能效更高、元件數量更少、總物料單成本更低，以及能以機械設計滿(mǎn)足安規等。安森美半導體提供多種非隔離高功率因數LED驅動(dòng)方案，不僅可提供更高的能效，而且設計緊湊，適合不同的中低功率LED通用照明應用，如線(xiàn)性熒光燈替代和大功率嵌燈及聚光燈等。

　　常見(jiàn)降壓非隔離應用應用LED驅動(dòng)器方案

　　在MR16燈泡、12 V景觀(guān)照明、太陽(yáng)能供電LED照明及廣告牌文字電路和標志背光等應用中，可以采用靈活的降壓驅動(dòng)器NCL30160。這器件是針對單電壓輸入的高能效、峰值電流控制降壓控制器，為MR16 LED燈泡等空間受限且講究高能效的應用提供極佳方案。但嚴格地說(shuō)，NCL30160是一款DC-DC非降壓隔離驅動(dòng)器方案。

　　在G13、GU10、PAR16、PAR20及嵌燈等1至8 W低功率LED照明應用方面，可以采用安森美半導體的NCP1015自供電單片開(kāi)關(guān)控制IC。這器件集成了700V高壓MOSFET，采用PDIP-7或SOT-223封裝，提供構建強固、低成本的AC-DC LED電源轉換方案所需的全部特性。這器件既可用于隔離型方案，也可用于非隔離方案，用于滿(mǎn)足不同應用要求。其中，基于NCP1015的非隔離方案采用抽頭電感來(lái)隔離交流信號，提高M(jìn)OSFET工作的占空比，提高系統能效及電路性能可以通過(guò)減小電容或是谷底填充電路來(lái)實(shí)現功率因數大于0.7的要求。

　　在照明應用中，如果輸出功率要求高于25 W，LED驅動(dòng)器則面臨著(zhù)功率因數校正(PFC)的問(wèn)題。如美國“能源之星”項目固態(tài)照明標準中對PFC帶有強制性要求(而無(wú)論是何種功率等級)，即針對住宅應用部分要求功率因數高于0.7，而針對商業(yè)應用部分要求功率因數高于0.9。在這類(lèi)應用中，可以采用安森美半導體的NCP1607臨界導電模式(CrM)方案這器件既可用于隔離型方案，也可用于非隔離方案，

　　支持調光的高功率因數非隔離LED器方案

　　一些AC-DC非隔離LED照明應用既要求高功率因數，又要求支持調光，如模擬、數字(PWM)或三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)器件(TRIAC)調光等。在這些應用中，客戶(hù)可以采用安森美半導體的NCL30000功率因數校正TRIAC可調光LED驅動(dòng)器，或是LV5026/29系列高功率因數可調光LED驅動(dòng)器。

　　一、NCL30000/2非隔離可調光高功率因數LED驅動(dòng)器拓撲結構及應用

　　NCL30000是用于住宅及商業(yè)照明等LED照明應用的功率因數校正可調光LED驅動(dòng)器。NCL30000/2采用緊湊型的8引腳表面貼裝封裝，使用臨界導電模式(CrM)反激架構，以單段式拓撲結構提供大于0.95的高功率因數，因而省卻直流-直流(DC-DC)轉換段。典型應用包括LED驅動(dòng)器電源、LED嵌燈、三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)組件(TRIAC)可調光LED燈及功率因數校正恒壓電源。這器件與前沿TRIAC調光器和尾沿晶體管調光器兼容。視乎所使用的調光器，LED輸出可調低至2%。

　　NCL30000采用恒定導通時(shí)間CrM工作，非常適合于隔離型反激應用，但也可以配置為非隔離型高功率因數拓撲結構。而在非隔離型拓撲結構下，NCL30002在-40至125℃工作溫度條件下有較高電流精度(<±3.1%)，包含降壓及降壓-升壓拓撲結構等不同選擇，下文將進(jìn)行比較。

　　1) NCL30000非隔離降壓及降壓-升壓拓撲結構對比

　　從拓撲結構來(lái)講，降壓拓撲結構的不足是輸入電流波形取決于輸出電壓。在這種配置下，由于電感與LED串采用串聯(lián)配置，僅在輸入電壓超過(guò)LED正向壓降(VF)時(shí)有電流流過(guò);CrM及恒定導通時(shí)間工作可提供高功率因數;直接感測LED電流;低環(huán)路帶寬支持高功率因數工作;MOSFET電流等于LED峰值電流;MOSFET電壓應力等于峰值主電源電壓;功率因數(PF)及總諧波失真(THD%)性能取決于輸出壓降與輸入電壓之比(VF/Vin)，比例越高，PF越低;比例越高，THD越高。