LED街燈及區(qū)域照明驅(qū)動(dòng)電源選擇

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LED技術(shù)也在不斷發(fā)展，為我們的生活帶來(lái)各種便利，為我們提供各種各樣生活信息，造福著我們?nèi)祟?。區(qū)域照明應(yīng)用的功率一般高于40W。根據(jù)應(yīng)用條件或要求的不同，可以采用不同的電源方案來(lái)驅(qū)動(dòng)LED陣列。安森美半導(dǎo)體身為應(yīng)用于綠色電子產(chǎn)品的首要高性能、高能效硅方案供應(yīng)商，提供用于LED街燈及區(qū)域照明的不同電源方案，滿足客戶不同需求。

1)基于NCL30001的電流可調(diào)節(jié)恒流功率因數(shù)校正區(qū)域照明LED電源

有些區(qū)域照明應(yīng)用場(chǎng)合要求提供帶輸入功率因數(shù)校正的隔離型穩(wěn)壓輸出電壓。這些應(yīng)用通常采用兩段式的電源轉(zhuǎn)換架構(gòu)，其中的升壓功率因數(shù)校正(PFC)將交流輸入線路電壓轉(zhuǎn)換及預(yù)穩(wěn)壓為直流400V電壓，然后提供電壓給可以是任何適當(dāng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的常規(guī)直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器(功率不超過(guò)150W的應(yīng)用中通常是反激轉(zhuǎn)換器)。

我們能夠采用一種更簡(jiǎn)單的方法來(lái)改進(jìn)這種傳統(tǒng)的兩段式轉(zhuǎn)換架構(gòu)，使其成為一種集成功率因數(shù)校正和主轉(zhuǎn)換器(即DC-DC轉(zhuǎn)換器)的單段式架構(gòu)。這種單段式架構(gòu)提供具備顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，因?yàn)闊o(wú)需使用大尺寸的升壓電感、高壓MOSFET、功率整流器和大電容。當(dāng)然，這種單段式架構(gòu)會(huì)帶來(lái)某些方面的一些性能折衷，但卻是一種高能效及高性價(jià)比的方案，適合于負(fù)載相對(duì)恒定的應(yīng)用，如LED區(qū)域照明。

NCL30001就是一種單段式控制器，集成了功率因數(shù)校正和隔離型降壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路，幫助減少元件數(shù)量、降低系統(tǒng)成本，支持更高的LED電源總體能效。NCL30001提供穩(wěn)流恒流來(lái)直接驅(qū)動(dòng)LED，省下了LED光條中集成的線性或DC-DC轉(zhuǎn)換(參見(jiàn)圖1)。安森美半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)筆記AND8427中描述了一種基于NCL30001單段連續(xù)電流模式(CCM)PFC控制器和NCS1002次級(jí)端恒壓恒流(CVCC)控制器的LED電源，適合街燈等區(qū)域照明應(yīng)用。

圖1：基于NCL30001的LED驅(qū)動(dòng)電源方案適合40到125W區(qū)域照明應(yīng)用

測(cè)試表明，在90至264Vac輸入電壓條件下，基于NCL30001的LED電源提供高于85%的高能效，功率因數(shù)也高于0.9，并提供短路和過(guò)壓保護(hù)。設(shè)計(jì)人員略微調(diào)整次級(jí)端控制電路中的電阻，就可以調(diào)節(jié)穩(wěn)流電流及穩(wěn)壓電壓，從而支持終端產(chǎn)品的具體應(yīng)用要求。另值一提的是，雖然這種電源是設(shè)計(jì)旨在提供緊密穩(wěn)流的固定電流，但也可以工作在恒定電壓模式，因?yàn)槠潆娏骱碗妷焊鶕?jù)NCS1002中集成的緊密穩(wěn)壓的2.5V參考電壓來(lái)穩(wěn)流和穩(wěn)壓。

2)基于NCP1607和NCP1397的超高能效大功率LED街燈電源方案

近年來(lái)，業(yè)界對(duì)超高能效的LED照明拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)興趣日濃，期望在功率電平相對(duì)較低(<50W)時(shí)提供高于90%的能效，這個(gè)能效目標(biāo)甚至比“能源之星”2.0版外部電源能效要求(功率不超過(guò)49W時(shí)能效高于87%)更高。要達(dá)到這樣高的能效，需要采用新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如從反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向諧振半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而充分發(fā)揮零電壓開(kāi)關(guān)(ZVS)的優(yōu)勢(shì)。

有利的是，安森美半導(dǎo)體早已著手開(kāi)發(fā)能用于LED驅(qū)動(dòng)電源的高能效半橋解決方案，如NCP1396及其升級(jí)版NCP1397高性能諧振模式控制器。NCP1397內(nèi)置高端和低端驅(qū)動(dòng)器，支持可調(diào)節(jié)及精確的最低頻率，提供極高能效，并具備多種故障保護(hù)特性?；贜CP1607PFC控制器和NCP1397雙電感加單電容(LLC)半橋諧振控制器的LED電源方案(見(jiàn)圖2)非常適合功率在50到300W范圍的高能效LED街道照明應(yīng)用。

圖2：基于NCP1607和NCP1397的街道照明高能效LED電源方案

除了這些方案，設(shè)計(jì)人員還可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求選擇安森美半導(dǎo)體的其它LED電源方案，如NCP1607PFC控制器+NCP1377準(zhǔn)諧振控制器，或NCP1607+NCP1392/3等。現(xiàn)在的LED燈或許會(huì)有一些問(wèn)題，但是我們相信隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在我們科研人員的努力下，這些問(wèn)題終將唄解決，未來(lái)的LED一定是高效率，高質(zhì)量的。