為不同功率應用選擇適合的LED驅動電源方案
近年來,高亮度發(fā)光二極管(HB-LED)市場快速發(fā)展。LED光效不斷增高,平均每流明光輸出的成本也持續(xù)下降,使其應用范圍不斷拓寬,除了已經在屏幕尺寸小于4英寸的便攜設備背光及體育場館大型顯示屏等應用中占據主導地位,更向汽車、中大尺寸液晶顯示器(LCD)背光及通用照明等市場滲透,發(fā)展前景非??捎^。
以電燈泡和熒光燈管替代、嵌燈、街燈及停車燈、工作照明燈(臺燈、櫥柜內照明)、景觀照明、廣告牌文字電路、建筑物照明等通用照明市場為例,據估計,當前LED照明(或稱固態(tài)照明,英文簡稱SSL)的應用比例低于1%,2008年LED驅動器及相關分立器件的市場規(guī)模(SAM)僅為約6.88億美元,預計到2012年市場規(guī)模將增長至13.08億美元,年復合增長率高達17.4%。因此,LED通用照明成為熱點市場。
本文旨在探討LED通用照明市場不同功率范圍及不同電源供電應用的要求,以及適用的LED驅動器及相關元器件,幫助照明設計工程師盡擇適合的元器件方案,加快上市進程。
不同功率AC-DC供電LED通用照明應用要求及方案
不同功率的交流-直流(AC-DC) LED照明應用所適合的電源拓撲結構各不相同。如在功率低于80 W的應用中,反激拓撲結構是標準選擇;而在講究高能效的應用中,諧振半橋雙電感加單電容(HB LLC)是首選。安森美半導體提供覆蓋寬廣功率范圍的AC-DC LED照明方案,表1列舉了幾種典型的安森美半導體AC-DC LED照明方案。
從應用的功率等級來看,AC-DC供電的LED通用照明應用包括低功率、中等功率和大功率等不同類型。低功率應用的功率范圍通常在1到12 W之間,中等功率涵蓋8到40 W范圍,大功率應用的功率常高于40 W。
1)1 W至8 W LED通用照明應用要求及方案
在1 W到8 W的低功率LED通用照明方面,典型應用如G13、GU10、PAR16、PAR20和嵌燈等。這類應用的輸入電壓范圍在交流90至264 V之間,恒流輸出電流包括350 mA和700 mA兩種,能效要求為80%,并要求提供短路保護和過壓保護等保護特性。
在這類應用中,可以采用安森美半導體的NCP1015自供電單片開關控制IC。這器件集成了固定頻率(65/100/130 kHz)電流模式控制器和700 V的高壓MOSFET,提供構建強固的低成本電源所需的全部特性,如軟啟動、頻率抖動、短路保護、跳周期、最大峰值電流設定點及動態(tài)自供電功能(無需輔助繞組)等。
值得一提的是,NCP1015在1 W到8 W LED照明應用中,既可以用于隔離型方案,也可用于非隔離型方案,滿足客戶的不同應用需求。這兩種方案的成本差不多。但隔離型方案采用變壓器實現電氣隔離,方案中包含簡單的反饋電路和用于負載開路及故障保護的鉗位電路,安全性高,更適合于需求通過安規(guī)認證的應用。非隔離型方案采用抽頭電感來隔離交流信號,能提高MOSFET工作的占空比,提高系統(tǒng)能效及電路性能。
上述基于NCP1015的隔離型及非隔離型方案均不含PFC,但安森美半導體也提供含PFC的NCP1015/NCP1014方案,為客戶提供更多選擇。
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