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配合通用照明趋势的安森美半导体高能效、更智能LED驱动器方案

时间:04-10 来源:安森美 点击:

安森美半导体提供覆盖涵盖宽广功率范围及不同拓扑结构的LED驱动器方案。安森美半导体能用于低功率LED通用照明应用的驱动器包括NCL30000、NCL30002及NCL3008x系列等。其中,NCL30000是单段式功率因数校正(PFC)、支持TRIAC调光的LED驱动器,采用次级端控制器,支持反激/降压/降压-升压等拓扑结构。NCL30002也是单段式功率因数校正LED驱动器,支持降压拓扑结构,提供±3%的电流容限。NCL3008x系列目前包括NCL30080、NCL30081、NCL30082和NCL30083等器件,是新推出的高能效准谐振控制器,用于低功率LED照明应用。

  值得一提的是,NCL3008x系列采用初级端稳流(Primary Side Regulation)技术(也称初级端控制或原边控制)这种新颖的控制方法,省去次级端控制电路及光耦,能够精确地从初级端对LED电流进行恒流稳流,帮助简化PCB布线、节省电路板空间、提升能效,并简化安全分析(见图3左)。此外,它还具有高稳流精度、支持宽正向压降(Vf)范围、低电磁干扰(EMI)及集成强固保护特性等众多优势。这系列器件提供0.8至0.9的功率因数,符合美国"能源之星"对功率大于5 W的LED灯泡在功率因数方面的要求(PF》0.7)。

  

  图3:a) NCL3008x新颖的初级端控制技术(左);

  b)基于NCL3008x的A19灯泡参考设计(右)

  安森美半导体还开发了基于NCL30082的紧凑型A19 LED灯泡的参考设计(见图2右侧)。这参考设计优化用于隔离反激或非隔离降压-升压拓扑结构,优化用于10 W LED照明应用。它采用谷底填充PFC来满足"能源之星"功率因数高于0.7的要求。PCB及元件的尺寸目标是22 x 60 mm柱体。测试显示,此参考设计提供高能效、高功率因数及高稳流精度。

  而在中等功率及大功率LED照明方面,安森美半导体同样提供丰富的产品组合,满足客户不同应用需求。其中既包含单段式及组合控制器,也包含传统的两段式(PFC段 + DC-DC段)控制器,覆盖从15 W至400 W的宽广功率范围,如图4所示。

  

  图4:安森美半导体应用于中大功率LED通用照明的驱动器

  从图4中可以看出,在中等功率LED通用照明应用中,可以采用NCL30000及NCL30001这样的单段式功率因数校正LED控制器;而在功率更大的应用中,可以采用NCL30051和NCP1910这样的高能效组合控制器。以NCL30051为例,这是一款功率因数校正(PFC)及谐振半桥组合控制器,优化用于离线LED照明应用,能够为降压DC-DC转换器/LED驱动器提供恒定电压。这器件集成了一个临界导电模式(CrM) PFC控制器及一个半桥谐振控制器,并内置600 V驱动器,针对离线电源应用进行了优化,具备了所有实现高能效、小外形因数设计所需的特性。

  除了上述单段式方案,设计人员还可以根据应用需求选择传统的两段式(PFC段 + DC-DC转换段)方案。具体而言,PFC段可选用的控制器包括NCP1653、NCP1631、NCP1611/NCP1612及NCP1608等。其中,NCP1611/2是增强型高能效PFC控制器,基于创新的电流控制频率反走(CCFF)架构,在PFC电感电流超过设定值时,电路通常工作在临界导电模式(CrM),而当电流低于预设值时,将开关频率线性降低至约20 kHz,此时电流为零。CCFF架构同时将额定负载工作能效和轻载能效提升至最高,特别是将待机损耗降至最低等典型应用包括可用于平板电视、一体式计算机和大功率电源适配器,以及LED照明电源及驱动器、可调光荧光灯镇流器等。

  在DC-DC段,可以选用的器件包括NCP1398、NCP1380、NCP1288和NCL30105等。除了这些器件,安森美半导体还在开发更多的新产器,满足客户的更宽应用需求。

  智能LED照明的优势及发展预测

  正在兴起的LED智能照明是LED通用照明市场的另一个重点,也是重要发展方向。所谓"智能照明",往往结合了智能可调光LED驱动器、无线接收器、红外接收器、环境光传感器及无源红外占用情况传感器等。

  

  图5:智能LED照明集成了多种新功能

  LED智能照明将使LED更易于控制及调光。LED智能照明电子电路中将增强多种新功能,如结合占用情况传感器或环境光传感器来配合调光控制及省电等。例如,内置占用情况传感器可用于检测及确定照明区域是否有人,一般用于房间入口或出口,能够进行安全地照明控制及省电。这类传感器大多数使用的是无源红外(Ir)传感器,其它的传感器选择包括超声波及运动传感器等。

此外,电子电路中采用硅光电传感器,可用于不同应用,如测量环境光以采集日光,以及用于感测灯具光输出来进行LED照明控制等。典型的环境光传感器有如安森美半导体带线性输出的NOA1211/2及带双输出的NOA1305等。环境光传

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