配合各種中等電壓一般照明應用的安森美半導體LED驅動器方案

許多中等電壓LED應用都是採用離線AC-DC電源、電池或有低電壓AC輸出的電子變壓器供電。但一些這樣的電源，如鉛酸蓄電池，只經過了簡單的穩壓。因此，需要有一個可以在寬輸入電壓範圍工作，並可以用各種拓撲結構配置的LED驅動器解決方案，以支援LED負載要求。根據LED的電流和工作條件，可以採用線性或開關穩壓器LED驅動器解決方案。安森美半導體為中等電壓LED應用提供多種拓撲結構的解決方案，可滿足景觀照明、低壓軌道燈、太陽能供電照明、汽車照明、緊急車輛照明、船舶照明、12 Vac/Vdc MR16燈、飛機內飾照明、標誌背光、看板文字電路和標誌等各種一般照明需求。

中等電壓LED通用拓撲結構及電源
中等電壓LED照明應用需要優化的驅動器方案。安森美半導體提供電感型、電荷泵型、線性三種不同拓撲結構的中等電壓LED驅動器方案，可滿足用戶不同的應用需求。

中等電壓LED應用的電源有幾種，各有其主要用途。其中，離線AC穩壓適配器，常見電壓為12、24、36、48 Vdc，穩壓精度達±5％，適合安全要求不高的低到中等功率的應用。密封鉛酸蓄電池，只經過簡單的穩壓，8至14 Vdc，廣泛用於汽車照明；7-27 Vdc，用於汽車、太陽能、船舶照明。12 Vdc及12 Vac電源，常見於室內照明、軌道燈、戶外照明、景觀照明等。

安森美半導體中等電壓LED一般照明解決方案

1)線性LED驅動器解決方案
線性解決方案是許多照明應用的首選方法，因為其設計既簡單，又直觀，並允許用精密穩流的電流驅動LED，而不必考慮LED正向電壓或輸入電源如何變化。

因為這類LED驅動器是線性的，必須匹配應用的功耗要求。安森美半導體提供電流從10 mA直至1 A的各種恆流線性LED驅動器。通道輸出電流為10至50 mA的有NSI50010Y、NSI45020JZ、NSI45020、NSI45020A、NSI45025、NSI45025A、NSI45025AZ、NSI45025Z、NSI45030、NSI45030A、NSI45030AZ、NSI45030Z、NSIC2020B、NSIC2030B、NSIC2050B和NCV7680；60至350 mA的有NSI45060JD、NUD4011、NSI45090JD和CAT4104；還有更大通道輸出電流的NUD4001(500 mA)和CAT4101(1000 mA)。

以線性恆流穩流器NSI45系列為例，這是雙端或三端線性恆流穩流器，基於安森美半導體正待批專利的自偏置電晶體技術，非常適合不同輸入電壓的廣泛LED應用，如驅動建築物、汽車及工業標識牌LED照明應用中的電流。它可以在寬輸入電壓範圍工作，為工程師提供適合他們應用的簡單、高性價比穩流方案，且不會犧牲性能。此恆流穩流器系列可在寬範圍內穩流，確保工作電壓範圍內的恆定亮度，且具有負溫度係數特性，在極端的電壓和工作溫度下保護LED免受熱失控(thermal runaway)影響。

NSI45的另一個典型應用是用作顯示幕和看板文字電路的恆流穩流器線性LED驅動器。其特點包括低啟動電壓，無論正向電壓（Vf）如何變化都可以實現精密穩流，具有負溫度係數特性，可以保護LED。

2) LED MR16燈泡解決方案
NCL30100是一款降壓LED驅動器控制器，具有高能效、峰值電流控制自我調整固定關閉時間，可用於空間及高能效至關重要的低功率及空間受限的應用。此方案具有振盪頻率可調節特性，採用連續導電模式(CCM)，可以省去輸出電容，能效高達95%，並提供自然的LED開路保護。

此驅動器控制器開關頻率高達700kHz，不需要輸出電容，Vcc工作範圍從6.35至18 V，可驅動一個或多個大功率LED，主要用在MR16 LED照明、環境燈照明、太陽能LED、交通照明、室外照明和LED光條等應用。採用NCL30100的PCB非常小巧，可以裝入MR16燈的燈座內。NCL30160的遲滯控制特性可在負載瞬期間提供快速的回應，無需小型訊號控制環路補償元件。保護特性包括可利用電阻設定LED電流、LED短路保護、欠壓鎖定及熱關閉。

使用NCL30100可利用負電流感測，用小型電感降低功率損耗，實現低成本、高能效及元件數量少的應用。此元件採用低側N-FET開關拓撲結構，以及連續導通模式操作，無需輸出電容。因此，採用安森美半導體提供的評估板NCL30100ADLMGEVB和NCL30100ASLDGEVB可以將電路放進MR16燈座內，後者還可以實現PWM調光。

另外，對於3至4個LED模組的12 V AC-DC設計，可以使用安森美半導體為NCP3065提供的評估板NCP3065BBGEVB。它可以用來驅動12 Vac/Vdc應用中的夏普ZENIGATA™、Cree XLamp™MC-E及其他LED模組。由於模組正向電壓與輸入電壓範圍重疊，因此只使用一個開關降壓-升壓型配置。其特點是小尺寸、寬輸入和輸出工作電壓，輸出電流經過穩流，還具有LED開路保護、輸出短路保護能力。此解決方案適用於MR16燈泡、景觀照明、交通照明等。

3)太陽能供電LED路牌解決方案
NCL30160是一款用於大功率LED的開關穩壓器，採用基於NCL30051的電源所提供的恆定電壓去降低電壓，從而為LED串提供恆定電流。通過利用僅30 mΩ的低導通阻抗內部MOSFET及以100%占空比工作的能力，能夠提供能效高達98%的方案。

此元件以6.3V至40V的輸入電壓範圍工作，開關頻率高達1.4 MHz，是工業及汽車應用的極佳方案。高開關頻率使設計人員可採用更小的外部元件，幫助將電路板尺寸減至最小及成本降至最低。NCL30160包含遲滯控制特性，在負載暫態期間提供快速的回應，無需小型訊號控制環路補償元件。保護特性包括可利用電阻設定LED電流、LED短路保護、欠壓鎖定及熱關閉。此外還有專用PWM調光接腳/低功耗關閉功能。

NCL30051與NCP30160IC在一起搭配工作，可以最少的外部元件簡化電源電路設計。這種架構使晶片組能夠整合在更緊湊及更高性價比的LED照明電源中，用於戶外照明(如LED路牌、街燈、停車場燈)等一般照明應用。


推動LED替代白熾燈進程
世界上不少國家將分階段淘汰白熾燈，同時激勵使用LED照明。如中國大陸自2012年10月1日起，將按照功率大小分階段逐步禁止進口和銷售普通照明白熾燈。安森美半導體利用電源管理、高能效電源及封裝方面的核心專長及優勢，開發的針對不同應用領域的專用LED驅動器，以及符合或超越世界各地的規範要求的固態照明方案，為實現照明革命提供了豐富的選擇，並將在這一進程中起到積極推動的作用。

安森美半導體供稿

- 新聞稿有效日期，至2012/05/30為止

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