安森美AC-DC LED驱动解决方案告诉你如何应对LED通用照明挑战
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LED通用照明目前挑战体现在以下几个方面：由于总光效要求及散热限制的影响，即使是低功率应用能效也很重要;在许多情况下，较低功率也要求功率因数校正和谐波处理;在空间受限应用中，特别是替代灯泡应用时，对驱动功率密度的要求很高;总体电源可靠性对提高整个灯的寿命非常重要;宽输入电源电压范围应该支持高达277Vac;兼容TRIAC调光等传统特定照明要求。另外，LED通用照明还要符合仍在演进的标准及安全规范，如美国“能源之星”和欧盟的国际电工委员会(IEC)要求。
图1：安森美半导体LED照明方案应用示意图 在安森美半导体用于LED照明的AC-DC电源方案中，1至10W的照明应用中推荐使用NCP1010~5，1至15W可使用NCP1027/8，这些方案集成了MOS管，适用于隔离和非隔离应用，支持次级PWM调光、模拟调光或双亮度等级调光，能效高达75-80%;1至30W的应用可以使用LV5026、5027、5028，支持隔离方案，典型能效85%左右;1至40W推荐使用NCL30000，可进行初级可控硅调光，适用于隔离和非隔离方案，隔离方案能效80-85%。40至150W推荐使用NCL30001，它是一个连续导电模式(CCM)控制芯片，隔离方案的典型能效85-90%;更大功率推荐使用NCL30051。图2是这些方案输出功率与能效的对比。以下将具体介绍这些方案的功能和特点。
图2：LED照明的AC-DC电源方案输出功率与效率的对比。 针对1至30W功率AC-DC应用的V5026/27/28系列LED控制器该系列包括LV5026M、LV5028TT和LV5027T，其中LV5026M具有TRIAC调光、PWM调光、模拟调光和功率因数校正功能;LV5028TT只有TRIAC调光和功率因数校正功能。LV5026/7/8TRIAC调光电路如图3所示。
图3：LV5026/7/8TRIAC调光电路。 以功能最多的LV5026M为例，它是兼容不同调光的高压LED控制器，调光方式为TRIAC、模拟输入或PWM输入，可选择开关频率(50kHz，开路70kHz)。该方案是一个低噪声开关系统，采用5段跳跃模式频率，可阶跃驱动开关;其参考电压可以选择(内部0.605V及外部输入电压)，具有软启动功能和TRIAC稳定功能。旨在降低电磁干扰(EMI)的PWM控制架构具有优于竞争产品的特性。它采用2阶跃驱动，可显著减少噪声;非恒定周期的5个级别频率可有效消除EMI峰值。低功率AC-DCLED电源转换有两种方式，一种是非隔离降压，要求机械式绝缘;其设计及电路配置简单，电路板尺寸小，元件数量少，能效较高，物料单(BOM)成本也更低。另一种是隔离反激，采用电气(磁)隔离，易于满足安全要求，磁学设计较复杂，适合较高功率的设计，需要较大的电路板尺寸。 LV5026/7/8用于非隔离A19LED灯，可实现以下产品特性：采用阶跃门驱动方法，具有振荡频率回转功能、高门能力驱动电路、可外部调节参考电压、支持多种调光器(TRIAC调光、数字调光和模拟调光);此外还支持软启动、过流保护、热关闭、过压保护等。LV5027M/LV5028M是LV5026M的简化版本，外部元件数量更少。
图4：LV5026/7/8用于非隔离A19LED灯。 针对要求高能效及空间受限应用的低功率降压方案NCL30100NCL30100是一款高能效、峰值电流控制自适应固定关闭时间降压控制器，可用于空间及高能效至关重要的低功率及空间受限的应用，如MR16LED灯等。该方案具有振荡频率可调节特性，采用连续导电模式(CCM)，可以省去输出电容，能效更高，并提供自然的LED开路保护。使用NCL30100可利用负电流感测，用小型电感降低功率损耗，实现低成本、高能效(100VacVo=36V，能效>90%)及元件数量少的应用。
图5：单电压输入降压方案NCL30100。 低功率离线降压方案NCP1015NCP1015单片开关电源IC能满足交流85-265Vac宽电压输入范围，适合输出功率在10W以内低功率离线降压LED照明设计。这器件提供丰富特性，如软启动、频率抖动、短路保护、跳周期、最大峰值电流设定及动态自供电(DSS)等，不仅提升能效，还增强可靠性。在C8和IC的第1脚间加一个电阻可以提高能效，适合小电流、高电压输出。
图6：NCP1015降压方案。 |
