非隔離降壓-升壓LED驅(qū)動(dòng)器方案 - 安森美半導(dǎo)體多種非隔離高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)方案

　　2） 基于NCL30000的非隔離降壓-升壓LED驅(qū)動(dòng)器方案

　　本文將重點(diǎn)探討降壓-升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的NCL30000非隔離型LED驅(qū)動(dòng)器方案。

　　圖2：NCL30000非隔離降壓-升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電路圖

　　如圖2所示，在NCL30000非隔離降壓-升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用中，LED平均電流被穩(wěn)流，可穩(wěn)定線路電壓變化和負(fù)載變化；可實(shí)現(xiàn)LED開(kāi)路及短路保護(hù)；如果FET短路，LED仍然安全。

　　NCL30000降壓-升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作原理包括：

　　·直接感測(cè)LED電流，提供真正的平均模式反饋?？梢栽趯扡ED電壓范圍內(nèi)維持緊密的穩(wěn)流；感測(cè)電阻（R9）的阻值很小，可提升能效至最高；匹配的晶體管對(duì)（Q1）產(chǎn)生與LED電流成正比的電流。

　　·分級(jí)電平轉(zhuǎn)換晶體管（Q2）將正比例電流耦合至低邊控制器；省去了光耦；第二個(gè)分級(jí)晶體管（Q5）用于“高輸入+輸出”電壓的方案。

　　·端接電阻（R14）將正比例電流轉(zhuǎn)換為電壓；將電壓用作提供給控制器的反饋信號(hào)；在LED平均電流處關(guān)閉反饋環(huán)路。

　　·低環(huán)路帶寬提供高功率因數(shù)。

　　3） 基于NCL30000的T8燈管LED驅(qū)動(dòng)器演示板

　　安森美半導(dǎo)體為采用NCL30000的T8燈管LED驅(qū)動(dòng)器提供了高PF演示板，用來(lái)替代常見(jiàn)的線性熒光燈管。25 W設(shè)計(jì)示例在350 mA電流時(shí)的電壓為72 V，主電源電壓范圍的能效高于88%，典型功率因數(shù)高于0.96，尺寸為18 mm x 200 mm （總高度19 mm）。

　　圖3：基于NCL30000的非隔離降壓-升壓T8燈管驅(qū)動(dòng)器演示板

　　該演示板具有諸多特性：控制器以交流整流回路電壓為參考，可降低系統(tǒng)噪聲；LED以交流整流電壓為參考，可減少產(chǎn)生的EMI；直接感測(cè)LED電流實(shí)現(xiàn)真正的平均模式控制；在寬LED電壓范圍內(nèi)維持緊密穩(wěn)壓；恒定導(dǎo)通時(shí)間提供高功率因數(shù)及低總諧波失真；使用偏置繞組提供負(fù)載開(kāi)路保護(hù)；熱反走，帶自動(dòng)恢復(fù)；監(jiān)控LED電流，提供短路保護(hù)；感測(cè)FET電流，用于故障保護(hù)。

　　25 W T8燈管LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)示例的設(shè)計(jì)要求包括：輸入電壓范圍為90至305 Vac；為L(zhǎng)ED提供350 mA恒定電流；LED串最大電壓為71.4 V；LED串最小電壓為55 V；最小交流主電壓的峰值時(shí)開(kāi)關(guān)頻率為70 kHz；能效約為90%。

　　圖4：NCL30000降壓-升壓非隔離LED驅(qū)動(dòng)器演示板性能測(cè)試結(jié)果

　　3） 基于NCL30000的TRIAC可調(diào)光高功率因數(shù)GU10 LED驅(qū)動(dòng)器方案

　　對(duì)上述方案進(jìn)行一些必要的修改，還可配合TRIAC調(diào)光。修改措施包括：在偏置練級(jí)上增加更多匝數(shù)、增加偏置穩(wěn)壓器用于寬范圍調(diào)光、可選加速調(diào)光電路以?xún)?yōu)化調(diào)光響應(yīng)、優(yōu)化EMI濾波器以適應(yīng)TRIAC導(dǎo)通時(shí)的大階躍電壓等。

　　修改后方案的電源規(guī)范摘要包括：輸入電壓100至130 Vac；3個(gè)LED的輸出為470 mA；額定輸出功率約4.7 W；非隔離設(shè)計(jì)TRIAC調(diào)光；功率因數(shù)校正》 0.85；100至130 Vac的能效》82％。

　　二、LV5026MD/29MC系列非隔離降壓LED驅(qū)動(dòng)器方案

　　除了NCL30000，客戶(hù)也可以采用安森美半導(dǎo)體成員公司三洋半導(dǎo)體的LV5026MD/29MC系列非隔離降壓LED驅(qū)動(dòng)器，并根據(jù)實(shí)際調(diào)光要求，選擇適合的產(chǎn)品。例如，若需要同時(shí)支持TRIAC調(diào)光、PWM調(diào)光及模擬調(diào)光，則應(yīng)選擇LV5026M；若只需要支持PWM及模擬調(diào)光，則可選擇LV5029MC。

　　以非隔離可調(diào)光高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)器LV5026MD為例，它可驅(qū)動(dòng)大功率場(chǎng)效應(yīng)管電路，采用步進(jìn)控制方式，具有頻率振蕩、基準(zhǔn)電壓外部調(diào)整、兼容數(shù)字調(diào)光和模擬調(diào)光、內(nèi)置軟啟動(dòng)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)電路等特性。電路圖如圖5所示。

　　圖5：采用LV5026MD的非隔離降壓LED驅(qū)動(dòng)器

　　使用LV5026MD的LED照明驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，改變電路構(gòu)成可以提高功率因數(shù)。對(duì)應(yīng)方法包括：減小AC電壓平滑用電容器，擴(kuò)大AC電流的導(dǎo)通角；控制功率場(chǎng)效應(yīng)管中流的電流同輸入的AC電壓成比例。

　　總結(jié)

　　NCL30000和LV5026MD均支持隔離及非隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以提供更高的能效，在主電源輸入電壓及LED負(fù)載范圍內(nèi)提供緊密的LED穩(wěn)流；同時(shí)，具有高功率因數(shù)和低THD特性，可以?xún)?yōu)化切相調(diào)光器應(yīng)用。安森美半導(dǎo)體提供的寬范圍的LED驅(qū)動(dòng)器方案，配以相關(guān)工具及支持，有助于實(shí)現(xiàn)緊湊設(shè)計(jì)，適合不同的中低功率LED照明應(yīng)用，同時(shí)幫助客戶(hù)加快產(chǎn)品上市。