用于MR16 LED替代应用的1-5W LED驱动器GreenPoint参考设计

交流工作Vs.直流

由于有半正弦波输入至降压-升压段，与纯粹直流输入相比，工作点就会不同。由于小尺寸是这设计的一项目标，故在全桥整流器后使用了极小的输入电容。

因此，这样一来，根据所选择的输入电容，线路电压能够降到低至3 V。故转换器的输入是全波整流正弦波。由于稳压器在电压低于约4 V时不工作(non-functional)，故存在稳压盲区(dead spot)。因此，我们最后稳压的是120 Hz线路周期中约80%的有限部分，其余约20%则没有稳压。采用交流输入工作时，这会降低平均电流约20%。

当采用大于12 Vac的电压工作时，应当考虑散热问题。在多数应用中，这个模块会增加热耗散。输入电压补偿增加了额外的交流补偿网络，从而应对不同的工作点。

保护

齐纳二极管Z1和电阻R1，以及NCP3065的限流功能用于开路保护。在出现负载开路事件时，环路将尝试增加输出电压以满足零电流反馈的电流需求。当(Vin+Vout)超过Z1的电压时，电流会流过R1，触发NCP3065的限流功能。

短路保护通过输入端的熔丝F1来处理。电感型负载的浪涌保护也必须慎重考虑，特别是在变压器馈电系统中，这类系统携带大量的源电感，如景观照明应用中的磁变压器就是如此。需要选择恰当电压的浪涌保护器件，其电压不能超过功率FET门极至源极电压，并带有合理电压余量。这可能要求通过反复试验来选择，因为根据需要吸收能量的不同，钳位电压可能会扩展。

增加输出电流

这参考设计的配置针对的是350 mA平均LED电流。增加这参考电路板的电流调节点非常简单，只需要将电流感测电阻R8的值减半，即由250 mΩ减至125 mΩ。此外，也必须增加输入熔丝，以适应增大的输入电流消耗。当转向更高功率的设计时，根据外壳组件(housing)环境参数的不同，可能需要散热片。

测试结果

这参考设计在不同交流输入电压条件下的输出电流及在不同直流电压条件下的能效测试结果分别如图3a及3b所示。其中，如图3b所示，这参考设计在11至17 Vdc范围下能效高于0.75，这个能效数据在这类低功率应用中表现亮眼。


   图3：a) Iout vs. Vac                        b) 能效 vs. Vdc

参考设计电路图

这参考设计电路板的实物图见图4，完整电路图则见图5。


图4：参考设计实物图。(尺寸11 mm x 29 mm)。


图5：安森美半导体用于MR16 LED替代应用的1 W至5 W LED驱动器参考设计电路图。

总结：

本文分析了驱动高亮度LED的挑战，介绍了安森美半导体用于MR16 LED替代应用的1 W至5 W LED驱动器参考设计，包括基本的电路拓扑结构、提供平坦输出电流的突发模式控制、脉冲反馈补偿、交流与直流工作特性对比、保护特性，以及如何修改这参考设计以提供更大输出电流等。测试结果显示，这参考设计在不同交流电压条件下提供较平坦的输出电流，且在不同直流条件下提供出色的能效。

参考资料：

1、    MR16 LED用1 W至5 W LED驱动器参考设计，www.onsemi.cn/pub/Collateral/NCP3065.PDF
2、    NCP3065：12 Vac或12 Vdc MR16 Sharp ZENIGATA LED模块设计笔记， www.onsemi.com/pub/Collateral/DN06048-D.PDF
3、    NCP3065单片稳压器数据表，www.onsemi.cn/pub/Collateral/NCP3065.PDF