从应用的具体功率范围来看,AC-DC LED照明的电源方案应用主要包括:
1 W-8 W:G13/GU10/PAR16/PAR20照明
8W -25 W:PAR30/PAR38照明
50 W-300 W:区域照明
1) 1 W-8 W AC-DC LED照明应用
这类应用要求的输入电压为90至264 Vac,能效达80%,同时提供短路保护、过压保护等保护特性,并提供350 mA、700 mA恒流,应用领域包括G13、GU10、PAR16、PAR20及嵌灯(downlight)等。
这类应用中可以采用安森美半导体的NCP1015自供电单片开关稳压器。这颗器件集成了固定频率(65/100/130 kHz)电流模式控制器和700 V的高压MOSFET,提供构建强固的低成本电源所需的全部特性,如软启动、频率抖动、短路保护、跳周期、最大峰值电流设定点及动态自供电功能(无需辅助绕组)等。图3显示的是NCP1015在隔离型1 W-8 W范围AC-DC LED照明应用的电路示意图。值得一提的是,NCP1015同样可用于非隔离型(电路中不含高频变压器)1 W-8 W范围的AC-DC LED照明应用,电路中可以采用抽头(tapped)电感来提高MOSFET工作的占空比,并改善系统能效及电路性能。
图3:安森美半导体8 W LED驱动应用电路示电图(输入电压为85至264 Vac)
2) 8 W-25 W AC-DC LED照明应用
美国能源部(DOE)“能源之星”(ENERGYSTAR™)固态照明(SSL)规范中规定任何功率等级皆须强制提供功率因数校正(PFC)。这标准适用于一系列特定产品,如嵌灯、橱柜灯及台灯,其中,住宅应用的LED驱动器功率因数须大于0.7,而商业应用中则须大于0.9。但这项标准属于自愿性标准,即可以选择不遵从或是遵从。
相应地,在8 W-25 W AC-DC LED照明应用中,我们考虑两种情况,一种是应用没有功率因数要求,即不需采用PFC控制器,另一种是要求采用PFC控制器。在不需要PFC的应用中,我们假定输入电压规格为90~132 Vac或180~264Vac(或通用输入),能效达85%,提供短路保护及开路保护等保护特性,输出电流为350 mA、700 mA及1 A恒流,相应地可以采用安森美半导体的NCP1028或NCP1351。其中,NCP1028是一款增强型单片开关稳压器,适用于在通用主电源输入的应用中提供数瓦至15 W的输出功率。NCP1028的导通阻抗比NCP101x更低,提供800 mA峰值电流,具备NCP101x的诸多特性,此外还提供过功率保护、内置斜坡补偿及输入欠压保护等特性。NCP1351则是一款固定导通时间、可变关闭时间脉宽调制(PWM)控制器,适用于成本至关重要的低功率离线反激开关电源应用。这颗器件支持频率反走,还具有闩锁输入、自然的频率抖动、负电流感测及扩展的电源电压范围等特性。图4显示的是90至264 Vac输入条件下基于NCP1351的8 W-25 W LED照明方案。
图4:基于NCP1351的8 W至25 W AC-DC LED照明应用电路示意图。