安森美LED区域照明应用设计

　　并不是所有的区域照明应用都要求采用分布式/模块化方案。随着白光LED性能的快速提升，新型LED已经可以配合新的LED驱动器设计方法。领先的LED制造商已经推出支持更大电流及具备更高发光性能的新型LED，如Cree的XP-G系列LED（正向压降为3.3 V）在1 A电流时可提供330流明光输出，Seoul Semiconductor的P7系列LED（正向压降为3.3 V）在1.4 A时可提供400 流明光输出。在这种条件下，可以配置新颖的LED驱动器来直接驱动1 A到3 A的大电流。例如，可以采用安森美半导体的NCL30001功率因数校正TRIAC可调光LED驱动器。

　　NCL30001是一种整体式/单段式的LED驱动方案，这种方案集成了PFC和隔离型DC-DC转换电路，并提供恒定电流来直接驱动LED。这种方案相当于将AC-DC转换与LED驱动两部分电路整合在一起，均位于照明灯具内，省下了LED光条中集成的线性或DC-DC转换器。这种整体式方案的电源转换段更少，减少元器件使用数量（如光学元件、LED、电子元件及印制电路板等）、降低系统成本，并支持更高的LED电源总体能效。当然，这种方案的功率密度更高，可能并不适合所有区域照明应用，其光学图案可能更适合较低功率的LED，典型应用包括LED街灯、外墙灯、洗墙灯及电冰箱箱体照明等。

图4 基于NCL30001 LED驱动器和NCS1002控制器的90 W LED驱动器演示板电路

　　这90 W恒压恒流演示板接受90至265 Vac的扩展通用输入电压（更换元件条件下可支持305 Vac），提供0.7 A至1.5 A的恒定电流输出范围（可通过微幅调节电阻来选择）及30 V至55 V的恒定输出电压范围（可通过电阻分压器来选择），最大输出功率90 W，支持50至1,000 Hz调光控制，并包含可连接至可选调光卡的6引脚接口，用于模拟电流调节/双亮度等级数字调光等智能调光应用。此外，这演示板还提供短路保护、开路保护、过温保护、过流保护及过压保护等丰富保护特性。测试显示，这演示板在50 W输出功率、1,000 mA输出电压/48 V正向压降条件的能效高于87%（详见表1），在50%至100%负载条件下功率因数高于0.9，同时符合IEC61000-3-2 C类设备谐波含量标准。

图5 基于NCL30001和NCS1002的90 W LED驱动器演示板能效测试结果

　　3）用于更大功率区域照明应用的高能效LLC拓扑结构驱动电源

　　近年来，业界对超高能效的LED照明拓扑结构兴趣日浓，期望在更大功率的50 W至250 W LED区域照明应用中提供高能效（如高于90%）。要提供这样高的能效，需要采用高能效的电源拓扑结构，如谐振半桥双电感加单电容（LLC）拓扑结构，从而充分发挥零电压开关（ZVS）的优势。

　　在这类要求超高能效的更大功率LED区域照明应用中，可以结合采用安森美半导体的NCP1607 PFC控制器和NCP1397双电感加单电容（LLC）半桥谐振控制器，用于功率在50到300 W范围的高能效LED街道照明应用。NCP1397是最新高性能谐振模式LLC控制器，集成了600 V高压浮动驱动器，支持50到500 kHz的高频工作，内置高端和低端驱动器，支持可调节及精确的最低频率，提供极高能效，并具备多种故障保护特性。

图6 基于NCP1607和NCP1397的街道照明高能效LED电源方案

　　三、增强LED串可靠性的保护方案

　　区域照明应用中通常会采用多串LED。虽然LED本身可靠性高，但若LED串中的某个LED开路，那么整串LED就可能关闭，而街道照明等应用中要避免这种状况，从而降低后期维护成本。安森美半导体推出了NUD4700 LED电流旁路保护器。这器件是一款分流器件，万一LED串中某个LED开路，则会提供电流旁路，确保在某个LED故障的条件下整串LED不会关闭；而且恰当处理散热的话，还可支持大于1 A的大电流。

　　四、 总结

　　安森美半导体身为应用于绿色电子产品的首要高性能、高能效硅方案供应商，为LED区域照明应用提供各种不同的解决方案，如用于分布式/模块化电源架构的CAT4201降压LED驱动器、用于整体式电源架构的NCL30001单段式高功率因数LED对口，以及应用于大功率LED区域照明的NCP1607 PFC控制器及NCP1397谐振半桥LLC控制器方案，满足客户不同的应用需求。安森美半导体还提供基于AMIS-49587电力线通信（PLC）调制解调器等产品的联网型LED街灯控制方案，以及相关的MOSFET、整流器、滤波器和保护产品等，为用户提供丰富选择，帮助他们缩短设计周期，加快产品上市。