安森美半导体低压便携及中等电压LED通用照明方案

发光二极管(LED)光输出持续提升，彩色及白光高亮度LED应用已扩展至全新的市场领域。LED已开始替代白炽灯、荧光灯，用于汽车、涵盖智能手机到液晶电视的消费电子、建筑物照明及通用照明等应用。未来，LED将继续以其可编程能力和灵活性及创新的固态照明(SSL)方案改变照明市场。

LED是低压器件，根据色彩及电流不同，LED正向电压可介于2V至4.5V之间，并以恒定电流驱动，以确保所要求光强度和色彩。这要求电源转换及控制方案连接不同电源，甚至是电池。安森美半导体分别为低压便携式和中压LED通用照明提供优化的驱动器方案，以满足不同应用的照明需求。

低压便携LED驱动器拓扑及安森美半导体解决方案

小型彩色LCD面板、键盘及指示灯背光广泛采用白光LED及RGB三色LED。智能手机及数码相机则采用高亮度LED作闪光光源。这些应用要求能将电池使用时间延至最长并将PCB面积和高度减至最小。安森美半导体提供使用线性、电感及电荷泵拓扑的各种方案。电感型方案总能效最佳；电荷泵方案使用低高度陶瓷电容，空间及高度最小；线性方案很适合彩色指示灯及简单背光应用。

1)电感升压及降压拓扑方案

针对驱动低电压便携式设备背光和电筒/闪光应用的白光LED，安森美半导体提供采用PWM调光的不同产品。升压产品的输出电流从20 mA到800 mA，包括CAT37、CAT32、CAT4238、CAT4237、CAT4238、LV52204、LV52206、CAT4137、NCP5005、CAT4139、CAT4240和、NCP1422。电感降压产品NCP1529的输出电流为1 A。


图1：电感升压拓扑

例如，LV52204是应用于智能手机的单通道高压及高能效LED背光升压驱动器IC，输入电压为2.7 V至5.5 V，提供40 V输出电压并控制10颗LED。其引脚与市场上流行产品兼容，可轻易替代。

2)电荷泵拓扑方案

安森美半导体拥有专利的四模(Quad-Mode®)自适应分数型电荷泵方案，可提供电感型LED驱动器的高能效水平，去掉了高厚度电感及有害的电磁干扰(EMI)。四模架构增加了第4种工作模式(1.33倍)，无需额外电容，能效提高10%，封装尺寸减小65%。


图2：电荷泵拓扑

针对LCD背光、LED闪光/电筒和指示器，安森美半导体提供总输出电流10至192 mA的多种电荷泵/白光和RGB LED驱动器产品，包括NCP1840、CAT3606、CAT3616、CAT3626、CAT3636、AT3637、CAT3649、CAT3604A、CAT3604V、CAT3614、CAT3644、NCP5623B/C、CAT3643、CAT3647、CAT3612、CAT3224(4闪光灯，400 mA电筒)、NCP5612、CAT3661、NCP5603(200 mA DC，350 mA脉冲)、CAT3200、CAT3200H。

3)线性拓扑方案

针对手机等便携设备的LCD背光应用，安森美半导体提供多款简单线性白光LED驱动器。它采用单线式EZDim接口调光，有32级调光控制；25 mA固定电流(B版本)或可调节电流(A版本)。这些单模LED驱动器可作为系统级的一部分，用于设计整合低电压LED和简单LED驱动器的背光电路。


图3：线性拓扑

4) 其它专用驱动器

安森美半导体提供针对相机闪光及手电筒等应用的专用LED驱动器，如CAT3224和CAT3612 (电荷泵拓扑结构)、CAT4134 (电感升压拓扑结构)，可以提供150 mA至4A的不同闪光电流和亮度，可满足拍照手机、智能手机及氙灯替代的LED光输出不断提升的需求。

安森美半导体还为RGB LED提供各种驱动方案，如有独立RGB开/关的多通道多功能LED驱动器(LV5207LP和LV5216CS)，用于7至16个LED通道的闪光灯/电筒筒、RGB照明、主液晶屏背光、辅助液晶屏背光等应用；以及RGB照明驱动器(LV5217LP和LV5223GR)，用于支持彩色照明设计，实现便携式设备丰富的照明色彩。

中等电压LED驱动器拓扑及安森美半导体解决方案

中等电压通用照明(景观照明、低压轨道灯、太阳能供电照明、汽车、应急车辆、航海应用、12 Vac/Vdc MR16灯、飞机内部照明、标牌背光、广告牌文字电路和标牌)大多采用离线AC-DC电源、电池或带低压交流输出的电子变压器供电。根据LED电流及工作条件，需要线性或开关稳压器型LED驱动器方案。为此，安森美半导体提供满足不同应用需求拓扑的LED驱动方案。

1) 线性LED驱动器方案

线性方案简单，易于设计，允许用高稳流精度驱动LED，而不必考虑LED正向电压或输入电源的变化，成为许多照明应用的首选。线性LED驱动器必须匹配应用的功耗要求。安森美半导体提供多种恒流线性LED驱动器，其电流电平涵盖10 mA至1 A范围。


图4：外部BRT调光的恒流稳流器

NSI45系列是双端或三端线性恒流稳流器(CCR)，基于安森美半导体的自偏置晶体管技术，非常适合驱动建筑物、汽车及工业标牌LED照明等应用不同输入电压的LED应用。NSI45系列可在宽输入电压范围工作，还可以在极端电压和工作温度下防止LED热失控影响。由于包括低启动电压，无论正向电压（Vf）如何变化都可实现精密稳流，同时具有保护LED的负温度系数特性。

依照通道输出电流，安森美半导体的线性LED可划分为10至50 mA(NSI50010Y、NSI45015W、NSI45020JZ、NCV7680、NSIC2030B、NSIC2020B、NSI45030Z、NSI45030AZ、NSI45030A、NSI45030、NSI45025Z、NSI45025AZ。NSI45025A、NSI45025、NSI45020A、NSI45020、NSIC2050B)；60至350 mA(CAT4104、NSI50350AS、NSI50350AD、NUD4011、NSI45035JZ、NSI50150AD、NSI45090JD、NSI45060JD)；以及500 mA(NUD4001)和1000 mA(CAT4101)。其中一些器件输出电流跨度很大，更加方便选择。