安森美全套LED电源设计关键解决方案[图析]

平均电流模式控制（ACMC）和固定频率控制，其高精度乘法器可用于降低总体谐波失真（THD）。它还具有过温关闭和外部关闭等功能。这款单段式PFC控制器适合于电子镇流器、街灯、交通信号灯和照明等应用。

　　对于输入功率介于25 W和60 W之间的LED照明应用而言，可以采用NCP1351这样的PWM控制器；对于输入功率在60W至150W范围而言，PWM控制器可以采用NCP1271；输入功率在150 W至300 W范围的，可以采用NCP1396这样的PWM控制器。而对于25 W至300 W的输入功率范围而言，都可以采用临界导电模式（CRM）的PFC控制器NCP1606。

　　2）宽输入范围的中等电压LED应用DC-DC电源解决方案

　　除了便携供电应用，还有一系列高亮度LED应用工作在8至40VDC范围的电源，这些电源包括铅酸电池、12-36VDC适配器、太阳能电池以及低压的12和24VAC交流系统。这类的照明应用众多，如活动式照明、景观和道路照明、汽车和交通照明、太阳能供电照明，以及陈列柜照明等。

　　表1：宽输入范围的DC-DC LED应用

　　即使目标是采用恒定电流驱动LED，首先要理解的事件就是应用的输入和输出电压变化。LED的正向电压由材料特性、结温度范围、驱动电流和制造容限决定。凭借这些信息，就可以选择恰当的线性或开关电源拓扑结构，如线性、降压、升压或降压-升压等。

　　对于输入电压小于40 V的LED应用而言，如果输出电压小于输入电压，则选择降压拓扑结构。在此基础上，再根据输出电流来进行选择。若输出电流大于1.2 A，则可采用设计用于为高亮度LED供电的1.5 A恒流开关稳压器NCP3065。这器件拥有额定值235 mV的极低反馈电压，适合对LED串的平均电流进行稳流。它拥有高至40 V的较宽输入电压范围，使其能够工作在12 Vac或12 Vdc电源。NCP3065还提供适合汽车级应用的版本—NCV3065。只需采用极少的外部元件（如MOSFET或低VCEsat开关），NCP3065开关稳压器即可配置为降压、升压或SEPIC等拓扑结构。这使得它还能用于电流小于1.2 A的应用。对于电流小于1.2 A的应用，还可采用NCP1215+MOSFET来构成降压转换器。对于电流小于500 mA以及输入电压接近输出电压的应用而言，可以采用NUD4001这样的恒流线性驱动器。

　　如果输出电压大于输入电压，则选择升压拓扑结构。在此基础上，如果是低压电池供电应用，则可以选用NCP5005、NCP5604、NCP5608和NCP5050这样的低压LED驱动器；如果不是低压电池供电应用，再看其输出电压值，如果大于40 V，同样可以采用NCP3065开关稳压器，这时候NCP3065结合外部NMOS MOSFET配置为升压控制器结构；否则，还要看开关电流来确定。如果开关电流大于1.3 A，则采用结合MOSFET或低VCEsat开关、配置为升压控制器的NCP3065；如果小于1.3 A，采用配置为升压转换器的NCP3065。

　　除了单纯的降压或升压拓扑结构，在某些环境下，也需要降压-升压拓扑结构，如从标准电源输入端驱动LED串；此外，在输入电压和LED负载电压交叠的场合中使用这种拓扑结构也很常见。而NCP3065也能够配置为降压-升压控制器。这种架构需要2个电源开关。虽然NCP3065本身也包含1个电源开关，但我们可以使用1个低VCEsat PNP/NPN对管来获得更高转换效率。这是一种可扩展的方案，整流器和电源开关都能够根据具体的输入和输出电压以及电流电平来调整。值得一提的是，诸如NSS40500UW3这样的低VCEsat晶体管采用小巧的2×2 mm封装，提供极佳的性能。

　　图4所示的是功率最高达12 W的NCP3065降压-升压电路。这电路设计用于电流高达0.7 A的应用，输入电压范围可达8至26 Vdc。输出电压Vout为16 Vdc @ 700 mA和输入电压Vin为13-26 Vdc时，能效可达72%至80%。

　　图4：功率高达12 W的NCP3065降压-升压电路

　LED便携背光应用电源解决方案

　　白光LED和RGB三色LED广泛应用于小尺寸LCD面板和键盘的背光以及指示灯应用。在手机和数码相机应用中，高亮度LED还可用作闪光灯电源。这些应用需要优化的解决方案，不仅要能够最大限度延长电池使用时间，同时还要最大程度减小PCB占用面积和高度。

在这类LED背光应用中，既可以采用线性稳压器，也可以采用开关稳压器，各有其优势。线性稳压器结构比较简单、设计简单、成本低、噪声低、尺寸孝静态电流低。而开关稳压器的能效较高，可达70~85%。安森美半导体根据用户的应用需求，提供多种类型的解决方案。在开关稳压器解决方案方面，就同时提供电感型和电荷泵型这两种类型。具体而言，电感升压驱动器NCP5005 ， NCP5050具有高能效和高输出电压的优势，其能效高达90%以上，而且大多能够驱动多达5个串联LED（输出电压达21 V）。此外，由于LED采用串联连接，