NXP可調光市電LED驅動解決方案

LED在電子系統(tǒng)中使用已經(jīng)有很多年了，主要用作電子設備的指示燈?，F(xiàn)在在亮度和色彩深度方面取得的重大進步，意味著LED現(xiàn)在可以用于更廣泛的應用，從手機和多媒體播放機中的背光，汽車儀表盤、尾燈，一直到取代商業(yè)和家庭照明應用中的傳統(tǒng)光源。

推動LED照明市場發(fā)展的關鍵推動力是高亮度LED和智能LED控制器的出現(xiàn)。采用高亮度LED的產(chǎn)品設計師面臨的主要設計挑戰(zhàn)包括散熱管理、驅動方案、拓撲架構和已有的基礎設施。要替代現(xiàn)有的可調光白熾燈或鹵素燈光源，必須實現(xiàn)這樣的一個電子燈驅動系統(tǒng)，它不僅可以與現(xiàn)有的調光開關一起工作，而且可復制現(xiàn)有光源的調光性能。

NXP（恩智浦） SSL2101 IC可以滿足上述性能要求。此外，它還是一種高效的電源轉換器。這是業(yè)內第一款集成這些能力的IC，它使得高亮度LED燈設計師能夠以一種省成本和體積的方式集成電子電路，并從最佳熱權衡中獲益。

LED特性

LED需要一個與白熾燈或鹵素燈完全不同類型的驅動器。白熾燈表現(xiàn)為具備自穩(wěn)定特性的純電阻負載，LED則需要一個電流源。LED產(chǎn)生的光通量近似正比于流經(jīng)該器件的電流。LED的正向電壓隨電流增加而增加，但隨溫度的上升而減少。在這方面，LED表現(xiàn)得象二極管。不過，在工作期間LED的正向電壓（VF）是很大的。該電壓與電子轉化為光子時產(chǎn)生的能量（eV）相關，該能量又直接相關于光的顏色。此外，不同生產(chǎn)批次之間的VF值可以相差很大。

串行/并行配置

在大多數(shù)用LED替代現(xiàn)有光源的應用中，需要連接多個LED到驅動器上，因為單一的LED不能產(chǎn)生足夠的光通量。LED可以采用串行或并行連接。如果LED采用串行連接，LED鏈上的總電壓等于正向電壓的總和（所有LED上的電流相等）。如果LED并行連接，電流將分配到各支路中。不過，由于一個LED的正向電壓會隨著溫度上升而下降，因此這一配置本質上是不穩(wěn)定的。隨著溫度的升高，越來越多的電流將流到具有更低正向電壓的支路上去，這些支路將變得更亮，而那些具有更高正向電壓的支路將變得更暗。

不過，采用并聯(lián)配置（或串并聯(lián)組合）的一個原因是，它允許大量的LED以一個安全的電源電壓結合在一起，而如果要采用串行連接來達到相同的亮度，可能需要一個高得令人無法接受的電壓。

并行配置還提供了其他優(yōu)勢，如果一個串行連接的LED鏈上一個LED或連接出現(xiàn)問題，那么將導致斷路，整條鏈上的所有LED都將不發(fā)光。但如采用并聯(lián)配置的話，這情況將不可能發(fā)生。采用并聯(lián)配置時，建議每條支路都增加電流調節(jié)機制，以防止熱失控和電流或光的不相等。

總而言之，當輸出和輸入電壓差最小時，電源轉換器的效率最高。當采用市電輸入的LED驅動器時，允許產(chǎn)生更高的輸出電壓，從而允許串行連接更多的LED。

市電調光

標準工業(yè)和家用調光器設計用于白熾燈，一些較先進的型號可與連接到鹵素燈的變壓器一起使用。目前專門針對LED負載的市電調光器仍然很罕見。

購買和安裝一個新的專用調光器的成本可以很容易就超過光源本身，因此一個可與現(xiàn)有調光基礎設施一起工作的LED照明系統(tǒng)（如基于恩智浦SSL2101構建的系統(tǒng)），將打開這個具有龐大潛力和空間市場的大門。

由于現(xiàn)有的調光器被設計用于白熾燈（近似電阻負載，功率大多在20W和50W之間），因此需要一些額外的電路才能允許它們用于LED照明系統(tǒng)。目前市場上還沒有白熾燈調光器標準，因此目前市場上有大量不同性能和參數(shù)值的市電調光器。

NXP SSL2101介紹

現(xiàn)有的LED路燈和家庭普通LED照明解決方案基本上都分為兩個部分，一部分是將220V市電轉換到24V或48V的AC-DC電源適配器，另一部分是對LED提供驅動電流的LED升壓控制器。這一分立解決方案不僅所需元器件多，而且要占用相當大的空間。為了解決這些缺點，NXP開發(fā)出了集成單芯片解決方案SSL2101.它也是世界首款集成可調光市電LED驅動器。

恩智浦SSL2101是一款小尺寸開關模式電源（SMPS）控制器IC，專為驅動LED設備而設計，并且提供可調光能力，以進一步改善LED照明的能效。

SSL2101可以驅動各種具有不同電源要求的照明系統(tǒng)，包括LED改良型燈具、LED模塊、LED聚光燈、射燈以及用于商店展示的LED燈串。SSL2101具有的可調光能力為照明系統(tǒng)設計師設計更高能效的系統(tǒng)提供了不可多得的機會。這款高成本效益比器件具有高集成度，電子組件總數(shù)量少，電路板空間