LED照明驅動(dòng)市場(chǎng)現狀及技術(shù)發(fā)展趨勢

安森美半導體的NCP1014LEDGTGEVB評估板可驅動(dòng)1至8顆大功率高亮度LED。該設計基于集成了帶內部限流功能的高壓電源開(kāi)關(guān)的緊湊型固定頻率脈寬調制(PWM)轉換器NCP1014構建。由于NCP1014采用固定頻率工作，電流不能上升到高于某個(gè)特定點(diǎn)；導通時(shí)間的限制使輸入電流將跟隨輸入電壓的波形，從而提供更高的功率因數。評估板電路圖見(jiàn)圖2。

圖2NCP1014LEDGTGEVB電路圖

2，8W至25W方案(無(wú)PFC及有PFC)

在8W至25WAC-DCLED照明應用中，一種方案不要求功率因數校正(PFC)，另一種需要符合“能源之星”固態(tài)照明(SSL)規范規定的強PFC要求。該標準適用于一系列特定產(chǎn)品，如嵌燈、櫥柜燈及臺燈，其中，住宅應用的LED驅動(dòng)器功率因數須大于0.7，商業(yè)應用須大于0.9。

不需要PFC的8W至25WAC-DCLED照明的典型應用如PAR30、PAR38和嵌燈。這類(lèi)應用的輸入電壓要求為85至135Vac或185至264Vac，能效要求大于80%，提供短路保護及開(kāi)路保護等特性，恒流輸出電流為350mA、700mA及1A等。為此，可以采用安森美半導體的NCP1028或NCP1351。NCP1028是一款增強型單片開(kāi)關(guān)控制IC，提供800mA峰值電流，還提供過(guò)功率保護、內置斜坡補償及輸入欠壓保護等特性，適合在通用寬電源輸入應用中提供幾瓦至15W的輸出功率。

圖3基于NCP1028和NCP1351的8-15/25WAC-DCLED照明方案（無(wú)PFC）

要求PFC的8W至25WAC-DCLED照明的典型應用同上，輸入電壓規格為90至264Vac，其他指標與不需要PFC的應用相同，而功率因數要求高于0.9。這類(lèi)應用適合采用安森美半導體的NCL30000單段式功率因數校正LED驅動(dòng)器。單段式拓撲結構無(wú)需專(zhuān)用PFC升壓段，減少了元器件數量，降低了系統總成本。NCL30000滿(mǎn)足IECC類(lèi)諧波含量要求，可直接驅動(dòng)LED，具備精確恒流輸出控制，在5W至15W較低輸出功率時(shí)能效高于80%，典型能效高于83%，并支持TRIAC等現有調光方案。

圖4基于NCL30000的8-25WAC-DCLED照明方案（有PFC）

3，50W至200W方案

功率高于50W的AC-DCLED應用廣泛用于街道照明及大功率區域照明。其輸入電壓規格為90至264Vac，功率因數高于0.9，能效大于85%，提供短路及過(guò)壓保護，恒流輸出為350mA、700mA和1A。此類(lèi)應用可以采用單段式PFCLED驅動(dòng)器NCL30001、CrMPFC+QRPWM驅動(dòng)器NCP1607+NCP1377，以及CrMPFC+LLCPWM驅動(dòng)器NCP1607+NCP1397或NCP1392/3，以滿(mǎn)足不同需求。

圖5基于NCL30001的40-150WAC-DCLED照明方案

4，便攜設備及液晶電視LED背光方案

隨著(zhù)LED性能及成本的改善，現在LED被廣泛應用在便攜設備和大尺寸LCD背光中。便攜應用要求延長(cháng)電池使用時(shí)間，減小占板面積和高度。安森美半導體的多種低壓便攜產(chǎn)品背光應用LED驅動(dòng)器方案可用于線(xiàn)性、電感型及電荷泵型等不同拓撲結構。其中，電感型方案總能效最佳，電荷泵型方案的占板面積和高度最小，線(xiàn)性驅動(dòng)器則適合簡(jiǎn)單背光應用。

安森美半導體的CAT3200、NCP5602、NCP5612、NCP5623、CAT3606、CAT3616、CAT3626、CAT3603、CAT3604、CAT3614、NCP5603等支持電荷泵方案的不同調光型產(chǎn)品，如單模、雙模、三?；蛩哪７桨傅?。以NCP5623為例，這是一款高能效LED驅動(dòng)器，帶有I2C接口，內置漸進(jìn)調光功能，特別適用于驅動(dòng)手機等便攜產(chǎn)品的RGBLED裝飾光和增強型LCD背光。它可實(shí)現94%峰值能效和低于1微安的待機電流，將便攜設備電池工作時(shí)間延至最長(cháng)。該器件封裝極小，僅需4個(gè)無(wú)源元件，并具備短路和過(guò)壓保護功能。

采用NCP1397和CAT4026的46英寸液晶電視背光方案由LED背光轉換器(NCP1397等器件)和LED控制器(CAT4026等器件)組成。安森美半導體的NCP1397初級端控制器配合帶正向電壓監測功能的6通道線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器CAT4026等器件，支持低高度LED背光液晶電視設計，使電路板上高度低于8mm，總高度低于12.5mm，還可以很好地處理寬范圍調光、散熱、故障保護等問(wèn)題，使電源設計挑戰迎刃而解。

CAT4026是應用于大尺寸側光式LED背光液晶電視的多通道線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器的高性?xún)r(jià)比方案，可以單顆IC支持6通道，且易于分級為多達12個(gè)或18個(gè)通道(相應采用2個(gè)或3個(gè)控制器)，目標能效高于90%，典型能效達94%。此外，該驅動(dòng)器還提供正向電壓監測功能，可以限制總體功耗；還能為L(cháng)ED開(kāi)路及過(guò)多LED短路等不同LED串故障提供保護。

圖6基于CAT4026的液晶電視LED背光方案

5，汽車(chē)照明LED驅動(dòng)方案

LED在汽車(chē)照明中的應用多種多樣，不同應用對LED電流的要求又各不相同，故需要結合具體應用要求，選擇適合的LED驅動(dòng)器方案。

安森美半導體針對LED汽車(chē)前照燈系統開(kāi)發(fā)了NCV78663電源鎮流器及雙LED驅動(dòng)器。NCV78663是先進(jìn)的高可靠性、高能效的系統級芯片(SoC)LED驅動(dòng)器，支持達2A電流，提供高于90%的總能效，驅動(dòng)高達60V電壓的多串LED，能以PWM調光維持色溫及控制平均電流，使設計人員能夠以一顆高集成度的SoC控制遠光燈及近光燈、日間行車(chē)燈、轉向指示燈及霧燈，所需外部元件極少。這器件通過(guò)SPI接口與外部微控制器通信，在上電后動(dòng)態(tài)地控制系統參數、檢測LED工作狀態(tài)并反饋診斷信息。圖4顯示的是NCV78663在先進(jìn)的汽車(chē)前照燈應用中的電路圖。

圖7基于NCV78663的汽車(chē)LED前照燈應用電路圖

此外，安森美半導體針對尾燈、方向燈、剎車(chē)燈及車(chē)頂燈等系統的驅動(dòng)器主要有NUD4001及NUD4011線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器。這兩款器件的設計均用于在交流-直流應用中替代分立方案，設計人員能夠利用外部電阻針對不同LED陣列設置驅動(dòng)電流。不同的是，NUD4001適合于5V、12V或24V的低壓應用，而NUD4011則最高支持200V電壓。圖5是用NUD4001器件驅動(dòng)一個(gè)200mA的LED的車(chē)廂頂燈電路。

圖8：用NUD4001器件驅動(dòng)一個(gè)200mA的LED