配合各種中等電壓通用照明應用的LED驅動(dòng)方案

許多中等電壓LED應用都是采用離線(xiàn)AC-DC電源、電池或有低電壓AC輸出的電子變壓器供電。但一些這樣的電源，如鉛酸蓄電池，只經(jīng)過(guò)了簡(jiǎn)單的穩壓。因此，需要有一個(gè)可以在寬輸入電壓范圍工作，并可以用各種拓撲結構配置的LED驅動(dòng)器解決方案，以支持LED負載要求。根據LED的電流和工作條件，可以采用線(xiàn)性或開(kāi)關(guān)穩壓器LED驅動(dòng)器解決方案。安森美半導體為中等電壓LED應用提供多種拓撲結構的解決方案，可滿(mǎn)足景觀(guān)照明、低壓軌道燈、太陽(yáng)能供電照明、汽車(chē)照明、緊急車(chē)輛照明、船舶照明、12 Vac/Vdc MR16燈、飛機內飾照明、標志背光、廣告牌文字電路和標志等各種通用照明需求。

圖1：LED景觀(guān)照明示例

中等電壓LED通用拓撲結構及電源　

中等電壓LED照明應用需要優(yōu)化的驅動(dòng)器方案。安森美半導體提供電感型、電荷泵型、線(xiàn)性三種不同拓撲結構的中等電壓LED驅動(dòng)器方案，可滿(mǎn)足用戶(hù)不同的應用需求，見(jiàn)圖1。

圖2：三種拓撲結構示例

中等電壓LED應用的電源有幾種，各有其主要用途。其中，離線(xiàn)AC穩壓適配器，常見(jiàn)電壓為12、24、36、48 Vdc，穩壓精度達±5％，適合安全要求不高的低到中等功率的應用。密封鉛酸蓄電池，只經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的穩壓，8至14 Vdc，廣泛用于汽車(chē)照明；7-27 Vdc，用于汽車(chē)、太陽(yáng)能、船舶照明。12 Vdc及12 Vac電源，常見(jiàn)于室內照明、軌道燈、戶(hù)外照明、景觀(guān)照明等。

安森美半導體中等電壓LED通用照明解決方案　

1)線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器解決方案

線(xiàn)性解決方案是許多照明應用的首選方法，因為其設計既簡(jiǎn)單，又直觀(guān)，并允許用精密穩流的電流驅動(dòng)LED，而不必考慮LED正向電壓或輸入電源如何變化。

因為這類(lèi)LED驅動(dòng)器是線(xiàn)性的，必須匹配應用的功耗要求。安森美半導體提供電流從10 mA直至1 A的各種恒流線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器。通道輸出電流為10至50 mA的有NSI50010Y、NSI45020JZ、NSI45020、NSI45020A、NSI45025、NSI45025A、NSI45025AZ、NSI45025Z、NSI45030、NSI45030A、NSI45030AZ、NSI45030Z、NSIC2020B、NSIC2030B、NSIC2050B和NCV7680；60至350 mA的有NSI45060JD、NUD4011、NSI45090JD和CAT4104；還有更大通道輸出電流的NUD4001(500 mA)和CAT4101(1000 mA)。

圖3：NSI45應用電路

以線(xiàn)性恒流穩流器NSI45系列為例，這是雙端或三端線(xiàn)性恒流穩流器，基于安森美半導體正待批專(zhuān)利的自偏置晶體管技術(shù)，非常適合不同輸入電壓的廣泛LED應用，如驅動(dòng)建筑物、汽車(chē)及工業(yè)標識牌LED照明應用中的電流。它可以在寬輸入電壓范圍工作，為工程師提供適合他們應用的簡(jiǎn)單、高性?xún)r(jià)比穩流方案，且不會(huì )犧牲性能。該恒流穩流器系列可在寬范圍內穩流，確保工作電壓范圍內的恒定亮度，且具有負溫度系數特性，在極端的電壓和工作溫度下保護LED免受熱失控(thermal runaway)影響。

NSI45的另一個(gè)典型應用是用作顯示屏和廣告牌文字電路的恒流穩流器線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器。其特點(diǎn)包括低啟動(dòng)電壓，無(wú)論正向電壓（Vf）如何變化都可以實(shí)現精密穩流，具有負溫度系數特性，可以保護LED。

圖4：NSI45顯示屏和廣告牌文字電路應用示例

2) LED MR16燈泡解決方案

NCL30100是一款降壓LED驅動(dòng)器控制器，具有高能效、峰值電流控制自適應固定關(guān)閉時(shí)間，可用于空間及高能效至關(guān)重要的低功率及空間受限的應用。該方案具有振蕩頻率可調節特性，采用連續導電模式(CCM)，可以省去輸出電容，能效高達95%，并提供自然的LED開(kāi)路保護。

該驅動(dòng)器控制器開(kāi)關(guān)頻率高達700kHz，不需要輸出電容，Vcc工作范圍從6.35至18 V，可驅動(dòng)一個(gè)或多個(gè)大功率LED，主要用在MR16 LED照明、環(huán)境燈照明、太陽(yáng)能LED、交通照明、室外照明和LED光條等應用。采用NCL30100的PCB非常小巧，可以裝入MR16燈的燈座內。NCL30160的遲滯控制特性可在負載瞬期間提供快速的響應，無(wú)需小型信號控制環(huán)路補償元件。保護特性包括可利用電阻設定LED電流、LED短路保護、欠壓鎖定及熱關(guān)閉。

使用NCL30100可利用負電流感測，用小型電感降低功率損耗，實(shí)現低成本、高能效及元件數量少的應用。該器件采用低側N-FET開(kāi)關(guān)拓撲結構，以及連續導通模式操作，無(wú)需輸出電容。因此，采用安森美半導體提供的評估板NCL30100ADLMGEVB和NCL30100ASLDGEVB可以將電路放進(jìn)MR16燈座內，后者還可以實(shí)現PWM調光。

圖5：NCL30100 LED驅動(dòng)器控制器電路