为不同DC-DC LED照明应用选择适合的高能效驱动器方案

只看该作者 · 2020-3-13 13:41

近年来，高亮度LED的应用领域不断增多，涵盖从行动装置背光、中大尺寸LCD背光、汽车内部及外部照明及一般照明等宽广范围。常见DC-DC LED照明应用包括景观照明、内部低压道路照明、太阳能供电照明、汽车照明、应急车辆照明、船舶应用、低压卤素类替代及飞机内部照明等。本文将重点探讨如何为不同DC-DC LED照明应用选择适合的安森美半导体高能效驱动器方案。

表1：常见DC-DC LED照明应用

　　LED DC-DC开关稳压器拓扑结构

　　根据输入电压与输出电压之间的关系，我们可将LED DC-DC开关稳压器的拓扑结构分为以下几种类型：

　　降压：适合于在所有工作条件下最小输入电压始终高于LED串最大电压的应用。例如，以12 V电源驱动单颗1 W LED时，使用此拓扑结构。

　　升压：适合于在所有工作条件下最大输入电压始终低于LED串最小电压时的应用。例如，以5 V电源驱动6颗LED时，使用此拓扑结构。

　　降压-升压，或单端初级电感转换器(SEPIC)：适合于输入电压与输出电压有交迭的应用。例如，以12 V汽车电池驱动4颗LED时，可使用此拓扑结构。

　　不同拓扑结构适合采用不同的LED驱动器方案。安森美半导体身为应用于高能效电子产品的首要高性能硅方案供货商，运用公司在电源管理方面的专业技术及专知，针对各种LED照明应用提供宽广范围的高能效驱动器方案，其中包括各种高能效DC-DC LED照明方案。

　LED DC-DC降压驱动器方案

　　典型LED DC-DC降压应用有如线槽灯、书架灯及展示柜灯等中使用的高亮度模块化灯条，一般每条(11.5 x 1英寸) 4颗LED，根据颜色的不同，光效为23至47 lm/W，电压为23至25 V 。

　　根据频率及电流的不同，此类应用中可以使用安森美半导体提供不同的LED DC-DC降压驱动器方案，包括NCL30100控制器、CAT4201稳压器，以及能够配置为降压稳压器的NCP3065/NCV3065、NCP3066/NCV3066稳压器及控制器等(见图1)。这些方案各有其特点。

图1：不同LED DC-DC降压驱动器方案。

　　例如，NCL30100作为控制器，本身并未整合FET，但它支持使用高性价比的N信道MOSFET作为外部组件，能够调节电流，并以100%的占空比工作。但此组件的电源电压(VCC)能达18 V，需要外部组件以支持较高电压，且需要用于确定数量的LED设计。NCL30100适合MR16灯泡、12 V景观照明、太阳能供电LED照明、线性照明及广告牌文字电路和标志背光等应用。

图2：NCL30100 LED降压控制器基本应用电路图。

　CAT4201则是整合了MOSFET开关的完整电源转换器，采用小型TSOT5封装，最高电压36 Vdc(可承受40 V瞬时电压)，能驱动总电压达32 V的7颗串行LED，电源能效高达94%，提供限流及热保护。但此组件在大多数应用中要求输出电容，且LED输出电流限流为最大350 mA。CAT4201适用于12 V及24 V照明系统、汽车及飞机照明和通用照明等应用。

图3：CAT4201 LED降压驱动器典型应用电路图。

　　NCP3065和NCP3066，以及相应通过汽车认证的版本NCV3065和NCV3066，是弹性的开关稳压器，能够配置为降压、升压及降压-升压等不同结构。配置为LED降压稳压器时，能在不采用输出大电容的条件下工作，支持+40 V/1.5 A典型峰值开关电流，可以设定350 mA、700 mA及1,000 mA等不同输出电流，还能够配合调光需求。NCP3065/6、NCV3065/6适合于汽车及船舶照明、大功率LED驱动器、恒流源、低压LED照明(景观、道路、太阳能及MR16替代)等应用。