LED通用照明驱动方案.doc

LED通用照明驱动方案1

1 低功率LED驱动器特征及选择关键点

小功率LED电源通常以恒流驱动, 其恒压功效是在输出开路情况下做为保护功效。小功率LED驱动器特征如图1所表示。

图1: 小功率LED驱动器特征
LED驱动器关键功效, 就是在工作条件范围下限制电流, 而不管输入及输出条件怎样改变。其应用设计面临多个限制条件, 如高能效(低损耗)、 高性价比、 宽环境条件、 高可靠性、 灵活、 符合电磁干扰(EMI)及谐波含量等方面标准、 可改造用于已经有应用及能采取传统控制方法工作等。

要为低功率LED应用选择适合驱动器并不轻易, 需要顾及不一样原因。比如, 商业和住宅市场对LED灯具在工作温度、 使用时长、 性能及“能源之星”等行业标准方面要求并不相同。另外, 灯泡替换应用也存在着独特挑战, 如LED电源及驱动器热度限制、 尺寸受限及兼容调光技术等。

就LED通用照明适用标准而言, 关键有美国“能源之星”要求功率因数校正(PFC)标准以及欧盟国际电工委员会(IEC)对总谐波失真限制标准。其中, “能源之星”V1版灯具标准是自愿性标准, 要求LED照明灯具含有PFC, 适适用于嵌灯、 橱柜灯及台灯等特定产品, 但与功率电平无关。这标准要求住宅应用功率因数(PF)高于0.7, 而商业应用高于0.9。

如前所述, 为低功率LED照明应用选择适合驱动器须考虑众多原因, 这其中, 相关功率因数等行业标准尤为关键。接下来, 我们将以安森美半导体几款低功率LED通用照明驱动方案为例, 探讨怎样在低功率照明应用中提供高功率因数。

2 DC-DC供电低功率LED照明应用方案

LED通用照明有AC-DC供电和DC-DC供电两种方法, 其中AC-DC供电低功率LED通用照明应用及方案在第一讲LED照明驱动方案选型中已经大致介绍过, 所以在此不做赘述, 本讲关键依据功率不一样来介绍DC-DC供电低功率LED通用照明方案。

2.1 1 W-3 W DC-DC LED降压应用
经典1 W-3 W DC-DC LED降压照明应用包含MR11/MR16、 汽车照明、 太阳能供电等。这类应用输入电压为5到28 Vdc, 支持350 mA和700 mA恒流输出, 频率达500 kHz至2 MHz, 能效不低于90%, 工作温度范围为-40℃至125℃。在这类应用中, 能够采取CAT4201降压LED驱动器。CAT4201拥有专利开关控制架构, 可驱动7颗串联LED(24 V输入时), 能效高达94%, 并提供LED开路保护、 限流和过热保护等保护特征, 应用电路见图2。

图2: CAT4201 1-3 W DC-DC LED方案
2.2 1 W-3 W手电筒LED升压/降压应用
1 W-3 W手电筒LED应用中现有升压型, 也有降压型。升压型应用输入电压范围为1至2.5 Vdc, 工作频率达1.2 MHz; 降压型应用输入电压范围为4至5.5 Vdc, 频率达1.7 MHz。两类应用都需支持350 mA或600 mA恒流输出, 能效高于90%。在1-3 W手电筒升压LED应用可采取NCP1421升压DC-DC转换器, 相同功率范围手电筒降压LED应用能够采取NCP1529低压降压转换器, 应用电路图如图3所表示。

图3: 基于NCP1421升压型和基于NCP1529降压型1-3 W手电筒LED应用
2.3 3 W-20 W DC-DC LED升压应用
经典3 W-20 W DC-DC LED升压应用常见于DC-DC LED驱动器。这类应用输入电压为5至28 Vdc, 支持350 mA或700 mA恒流输出, 能效不低于90%。这类应用能够采取NCP3065/NCP3066 LED驱动器。NCP3065/NCP3066能够配置为降压、 升压、 单端初级电感转换器(SEPIC)和逆变器等不一样模式, 并提供对应汽车应用版本, 即NCV3065/NCV3066。图4显示是NCP3066升压配置LED应用电路图。

图4: 采取升压配置NCP3066用于3-20W DC-DC LED升压应用。