基于NCL35076或NCL30076的高能效、高精度、高可靠性的可調光LED照明降壓方案

本文主要介紹安森美 (onsemi)的基于NCL35076連續導通模式 (CCM) DC-DC 降壓控制器的75 W方案和基于NCL30076準諧振(QR)降壓控制器的100 W及240 W方案。兩款方案的典型應用是LED照明系統、模擬/PWM可調光LED驅動(dòng)器，模擬調光范圍寬，從1%到100%。

安森美專(zhuān)有的LED電流計算技術(shù)和內部檢測及反饋放大器的零輸入電壓偏移，在整個(gè)模擬調光范圍內進(jìn)行精確的穩流，穩流精度在滿(mǎn)載時(shí)<±2%，在1%的負載時(shí)<±20%。卓越的調光特性可根據負載情況在CCM (NCL35076)或QR (NCL30076)和非連續導通模式 (DCM) 間切換，從而確保低的LED電流紋波，以提供更高能效，如重載時(shí)工作在CCM (NCL35076)或QR (NCL30076)，輕載時(shí)工作在DCM。待機模式下待機功耗低。還提供PWM調光以保持恒定的LED色溫。NCL3X076軟啟動(dòng)功能實(shí)現穩態(tài)啟動(dòng)而無(wú)過(guò)沖。VDD過(guò)壓保護 (OVP)、LED短路保護 (SLP)、過(guò)流保護、熱關(guān)斷保護 (TSD)等各種保護特性確保高的系統可靠性。其中，NCL35076 CCM 75 W方案具有小外形的優(yōu)勢。而NCL30076 QR 100 W方案，在高壓輸入時(shí)的能效高。

圖1 NCL35076 CCM 75 W方案典型應用電路圖

圖2所示的NCL30076 QR 240 W方案采用了安森美的NCL2801CDA PFC驅動(dòng)器，NCL30076降壓驅動(dòng)器，NCP10671開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器和一個(gè)調光信號控制器。NCL2801CDA是一款電流模式 CrM 升壓PFC控制器，利用安森美的總諧波失真(THD)  增強技術(shù)可在更寬的工作范圍內提供同類(lèi)最佳的THD 性能。谷計數頻率折回 (VCFF) 方法優(yōu)化能效和待機功耗。NCP10671 集成固定頻率電流模式控制器與 700 V MOSFET，集成度高，包括軟啟動(dòng)、頻率抖動(dòng)、短路保護、跳周期、斜坡補償和動(dòng)態(tài)自供電（省去輔助繞組）。在標稱(chēng)負載運行期間，NCP10671 以可用頻率之一（60 或 100 kHz）進(jìn)行切換。當輸出功率需求減少時(shí)，IC 會(huì )自動(dòng)進(jìn)入跳周期模式以降低待機功耗。保護功能包括：檢測過(guò)載或短路事件的計時(shí)器，具有自動(dòng)恢復功能的過(guò)壓保護。NCP10671具有優(yōu)化的待機性能，連接輔助繞組或從輸出為 IC 供電，停止 DSS 工作，并幫助將高壓時(shí)的輸入功耗降低到 15 mW 以下。

圖2 NCL2801 + NCL30076 QR 240 W方案典型應用框圖

精確的穩流和寬模擬調光

另外，NCL35076 CCM 75 W評估板和NCL30076 QR 100 W評估板的穩流精度及模擬調光范圍測試條件及結果如下：

NCL35076 CCM 75 W評估板：

VOUT (50/30/10 V)，電感值為典型值±20%，溫度 (-10/25/90 oC)，測試了27條調光曲線(xiàn)，穩流精度在滿(mǎn)載時(shí)為± 1.5% ，在1%負載時(shí)為±10% ，模擬調光范圍<1% 。

NCL30076 QR 100 W評估板：

VOUT (300/200/100 V)，電感值為典型值±15%，溫度 (-10/25/90 oC)，測試了27條調光曲線(xiàn)，穩流精度在滿(mǎn)載時(shí)為± 2% ，在1%負載時(shí)為±14% ，模擬調光范圍<1% 。

能效測試

評估板測試條件和能效曲線(xiàn)如下。NCL35076 CCM 75 W評估板在10 V、30 V、50 V的能效可高達92%、96%、超過(guò)98%，NCL30076 QR 100 W評估板在100 V、200 V、300 V的能效可分別超過(guò)96%、97%和接近98%。

圖3 評估板能效測試曲線(xiàn)

熱性能測試

我們測試了輸入電壓Vin 60 V，Vout 50 V，Iout 1.5 A，NCL35076 CCM 75 W評估板在工作30分鐘時(shí)，熱性能表現佳。輸入電壓Vin 400 V，Vout 300 V，Iout 0333 A，NCL30076 QR 100 W評估板在工作30分鐘時(shí)也表現出很好的熱性能。

總結

安森美的基于NCL35076或NCL30076的可調光LED照明降壓方案具有高能效、高精度、高可靠性的優(yōu)勢，模擬調光范圍低至1%，專(zhuān)有的LED電流計算技術(shù)和內部檢測及反饋放大器的零輸入電壓偏移使得穩流精度在滿(mǎn)載時(shí)<±2%，在1%的負載時(shí)<±20%，也提供PWM調光以保持恒定的LED色溫。豐富的保護特性確保高的系統可靠性。高能效、智能的LED照明是安森美智能電源的組成部分，將助力實(shí)現可持續發(fā)展。