由于LED總光效要求及散熱限制,能效對低功率應用尤其重要;許多情況下,即使是較低功率應用也要求功率因數(shù)校正和諧波處理;在空間受限應用中,特別是替代燈泡應用,要求有很高的驅動功率密度;總體電源可靠性對整個燈的壽命非常重要;寬輸入電源電壓范圍應支持高達277 Vac;兼容TRIAC調(diào)光等要求。此外,LED通用照明還要符合演進的標準及安全規(guī)范,如“能源之星”和IEC要求。
根據(jù)應用要求(尺寸、能效、功率因數(shù)、功率、驅動電流)不同,以交流主電源驅動LED有多種拓撲。安森美半導體提供各種電源方案,可用于各種照明應用。
安森美半導體LED通用照明AC-DC解決方案
功率因數(shù)校正方案
采用安森美半導體的NCP1611或NCP1612的160 W功率因數(shù)校正(PFC)升壓方案采用非隔離升壓拓撲,輕載能效高于傳統(tǒng)CrM PFC;無須額外元件,可靠性及安全性高。該方案采用電流控制頻率反走(CCFF)CrM,有升壓或旁路二極管短路保護、引腳開路/短路保護、優(yōu)化的瞬態(tài)響應、軟過壓保護、輸入欠壓檢測、低總諧波失真配置、過熱關閉等特性。這類PFC方案還包括NCP1607、NCP1608、NCP1615和NCP1654(非隔離升壓);NCL30000(隔離單級反激、非隔離降壓);NCL30001(隔離單級反激);NCL30002(非隔離降壓);NCL30060(單級反激或降壓)。
以NCL30000為例,“平均電流穩(wěn)流”拓撲可以選擇兩種配置,一種是降壓配置(包含抽頭電感降壓配置);另一種是降壓-升壓配置,電感沒有與LED串串聯(lián),輸入電流波形或失真與輸出壓降無關。它可進行初級可控硅調(diào)光,適用于隔離和非隔離方案,隔離方案能效80-85%.
初級端控制離線方案
初級端穩(wěn)流(PSR)也稱初級端控制。初級端控制離線LED驅動器不使用光耦,具有±1%(典型值)的精密LED穩(wěn)流精度、寬VCC范圍、高能效準諧振控制、強固的保護特性組合,以及寬工作溫度范圍(-40至+125℃);支持反激及降壓-升壓拓撲,帶無源PFC輸入的功率因數(shù)約0.9;該系列可應用于LED燈泡替代、離線LED驅動器、嵌燈、室內(nèi)/室外重點照明及任務燈及LED電子控制裝置。
圖2:初級端控制離線方案
可供選擇的器件有NCL30080A/B、NCL30081A/B、NCL30082A/B和NCL30083A/B(無源PFC控制);NCL30085A/B、NCL30086A/B、NCL30087A/B和NCL30088A/B(有源PFC控制)。其調(diào)光控制包括非調(diào)光、3 步/5步調(diào)光、模擬/數(shù)字、雙向可控硅/后緣觸發(fā)調(diào)光等。
AC-DC開關穩(wěn)壓器
安森美半導體針對隔離反激式和非隔離式轉換器的開關穩(wěn)壓器包括NCP1010、NCP1011、NCP1012、NCP1014/15、 NCP1027/28、NCP1072/5、NCP1076等。這些器件均為電流模式,峰值電流限制從100 mA至800 mA.這些方案集成了MOS管,適用于隔離和非隔離應用,支持次級PWM調(diào)光、模擬調(diào)光或雙亮度等級調(diào)光,能效高達75-80%.
用于高壓LED串的高功率因數(shù)升壓方案
高壓多結點LED正變得更加常見,因為供應商趨向更好地優(yōu)化LED以提升系統(tǒng)總光效,并引入更加專用化的LED.這些LED每封裝的正向電壓可達24至200 V,可以優(yōu)化用于定點照明、全向照明或線性照明。為了以低元件數(shù)量及標準現(xiàn)成電感實現(xiàn)此目標,電路中使用了NCP1075單片高壓開關穩(wěn)壓器及高精度的 NCP4328A恒流/恒壓控制器。
該方案能效高于90%,具有20 ms的快速啟動時間、LED開路保護、可使用現(xiàn)有電感、功率因數(shù)高于0.95,以及采用NCP1075時功率能力大于10 W的特性,應用主要是LED燈泡及燈管、低功率光源及燈具、電子控制裝置和LED驅動器。
圖3:高壓LED串高功率因數(shù)升壓方案
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