照明AC-DC LED驅(qū)動(dòng)電源電路精析 —電路圖天天讀（129）

　　由于LED總光效要求及散熱限制，能效對低功率應(yīng)用尤其重要;許多情況下，即使是較低功率應(yīng)用也要求功率因數(shù)校正和諧波處理;在空間受限應(yīng)用中，特別是替代燈泡應(yīng)用，要求有很高的驅(qū)動(dòng)功率密度;總體電源可靠性對整個(gè)燈的壽命非常重要;寬輸入電源電壓范圍應(yīng)支持高達(dá)277 Vac;兼容TRIAC調(diào)光等要求。此外，LED通用照明還要符合演進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)及安全規(guī)范，如“能源之星”和IEC要求。

　　根據(jù)應(yīng)用要求（尺寸、能效、功率因數(shù)、功率、驅(qū)動(dòng)電流）不同，以交流主電源驅(qū)動(dòng)LED有多種拓?fù)洹?a href="http://ttokpm.com/tags/安森美/" target="_blank">安森美半導(dǎo)體提供各種電源方案，可用于各種照明應(yīng)用。

　　圖1：不同交流主電源供電LED驅(qū)動(dòng)器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　安森美半導(dǎo)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(dǎo)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?fù)洌p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(hù)、引腳開路/短路保護(hù)、優(yōu)化的瞬態(tài)響應(yīng)、軟過壓保護(hù)、輸入欠壓檢測、低總諧波失真配置、過熱關(guān)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?fù)淇梢赃x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(guān)。它可進(jìn)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(qū)動(dòng)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(zhǔn)諧振控制、強(qiáng)固的保護(hù)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?fù)?，帶無源PFC輸入的功率因數(shù)約0.9;該系列可應(yīng)用于LED燈泡替代、離線LED驅(qū)動(dòng)器、嵌燈、室內(nèi)/室外重點(diǎn)照明及任務(wù)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(guān)穩(wěn)壓器

　　安森美半導(dǎo)體針對隔離反激式和非隔離式轉(zhuǎn)換器的開關(guān)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(yīng)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(dá)75-80%.

　　用于高壓LED串的高功率因數(shù)升壓方案

　　高壓多結(jié)點(diǎn)LED正變得更加常見，因?yàn)楣?yīng)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(dá)24至200 V，可以優(yōu)化用于定點(diǎn)照明、全向照明或線性照明。為了以低元件數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)成電感實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，電路中使用了NCP1075單片高壓開關(guān)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(dòng)時(shí)間、LED開路保護(hù)、可使用現(xiàn)有電感、功率因數(shù)高于0.95，以及采用NCP1075時(shí)功率能力大于10 W的特性，應(yīng)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(qū)動(dòng)器。

　　圖3：高壓LED串高功率因數(shù)升壓方案