安森美半导体的通用照明AC-DC LED驱动器方案
安森美半导体通用照明AC-DC LED驱动器方案
安森美半导体通用照明AC-DC LED 驱动器方案LED 通用照明应用通常包括大功率、中等功率和低功率三类，分别采用不同的LED 驱动方案为相应功率的应用提供电源。
安森美半导体提供各种针对通用照明的AC-DC LED 驱动器方案，既有用于低功率的AC-DC LED 驱动器，也有适合大功率的AC-DC LED 驱动器，可满足更高能效、控制架构简单的要求。
常见的LED 照明AC-DC 驱动方案大功率应用为40 至300 W，主要是户外及基础设施应用，包括区域照明(街灯、停车场灯、荧光灯替代、公园及休闲场所灯等)、隧道灯、高顶灯、建筑物;中等功率应用为8 至60 W 的商业及建筑物应用，如户外建筑、冷柜/冰箱灯、洗墙灯、嵌灯、聚光灯(PAR20/30/38)类、装饰性灯具、吊扇灯;低功率为1 至12 W 的住宅及商业应用，包括橱柜内照明、台灯、一体式灯泡(A 型灯)、电器、重点照明。
按照输出功率划分，在1-10 W，安森美半导体提供内置FET 的NCP1010~5(隔离型，能效近80%);在1-15 W，有内置FET 的NCP1027/8(隔离型，能效近80%);1-30 W，有使用外部FET 的LV5026/27/28(非隔离型，能效在85%以上);1-50 W，可以选用使用外部FET 的NCL30000(隔离型，能效85% 以上);40 W 至150 W 可采用使用外部FET 的CCM 降压/升压NCL30001(隔离型，能效在85%以上);功率高达300 W 的应用可以使用CrM PFC + 谐振半桥的NCL30051，能效可达90%以上。
丰富的驱动方案为LED 照明设计师提供了多种选择。
1) 低功率AC-DC LED 驱动器在一些低功率AC-DC 非隔离LED 照明应用中，既要求高功率因数，又。
不同功率LED照明驱动电源方案选择指南
不同功率LED照明驱动电源方案选择指南不同功率AC-DC供电LED通用照明应用要求及方案不同功率的交流-直流(AC-DC) LED照明应用所适合的电源拓扑结构各不相同。
如在功率低于80 W的应用中，反激拓扑结构是标准选择;而在讲究高能效的应用中，谐振半桥双电感加单电容(HB LLC)是首选。
安森美半导体提供覆盖宽广功率范围的AC-DC LED照明方案，表1列举了几种典型的安森美半导体AC-DC LED照明方案。
表1：安森美半导体典型AC-DC LED通用照明解决方案。
从应用的功率等级来看，AC-DC供电的LED通用照明应用包括低功率、中等功率和大功率等不同类型。
低功率应用的功率范围通常在1到12 W之间，中等功率涵盖8到40 W范围，大功率应用的功率常高于40 W。
1)1 W至8 W LED通用照明应用要求及方案在1 W到8 W的低功率LED通用照明方面，典型应用如G13、GU10、PAR16、PAR20和嵌灯等。
这类应用的输入电压范围在交流90至264 V之间，恒流输出电流包括350 mA和700 mA两种，能效要求为80%，并要求提供短路保护和过压保护等保护特性。
在这类应用中，可以采用安森美半导体的NCP1015自供电单片开关控制IC。
这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。
值得一提的是，NCP1015在1 W到8 W LED照明应用中，既可以用于隔离型方案，也可用于非隔离型方案，满足客户的不同应用需求。
这两种方案的成本差不多。
但隔离型方案采用变压器实现电气隔离，方案中包含简单的反馈电路和用于负载开路及故障保护的钳位电路，安全性高，更适合于需求通过安规认证的应用。
非隔离型方案采用抽头电感来隔离交流信号，能提高MOSFET工作的占空比，提高系统能效及电路性能。
安森美半导体高能效AC-DCLED通用照明专业技术方案拓宽您的设计选择
安森美半导体高能效AC-DC LED通用照明方案拓宽您的设计选择-电气论文安森美半导体高能效AC-DC LED通用照明方案拓宽您的设计选择在节能、环保及全球LED照明迅猛增长的趋势下，LED球泡灯等已几乎家喻户晓，而随着相关技术的进步，LED成本及性能水准已大幅提升。
安森美半导体专注于运用在电源管理方案方面的专知和技术，克服固态照明的挑战，提供LED照明应用的完整方案，涵盖高低功率因数、隔离或者非隔离拓扑结构、调光以及非调光的应用等，并利用在工业应用的经验和专长，不断开拓新兴的智能照明市场，推出有线及无线通信系列产品(PLC、KNX )、环境光及无源红外(PIR)传感器、以太网供电(PoE)控制器等，满足不同的应用需求，推动LED照明市场的发展和进步。
本文将重点介绍安森美半导体近期于AC-DC 通用照明新增的产品系列及智能照明方案。
功率因数校正(PFC)初级端控制LED驱动器针对筒灯、线性管/LED灯泡替代、电子控制装置、LED照明引擎及智能照明等要求高功率因数、低谐波失真的最高60 W功率的单段式设计应用，安森美半导体推出LED驱动器系列NCL30085、NCL30086、NCL30088，利用PFC 初级端电流控制算法，当采用准谐振(QR)模式工作时提供高能效。
以NCL30088为例，它支持隔离反激、降压-升压、单端初级电感转换器(SEPIC) 拓扑结构，功率因数(PF)典型值高于0.98，无需光耦，能单独从初级端实现精密稳流(精度典型值土2提供线性前馈补偿，宽VCC范围支持宽正向电压应用，低启动电流典型值13 uA，可工作于-40 C至125 C的宽工作温度范围，基于负温度系数(NTC)的电流热反走可防止LED驱动器在恶劣环境下过热，并内置一系列强固的保护特性，包括：LED串开/短路保护、逐周期限流、输出二极管短路保护、VCC偏置电压和欠压保护、电流感测电阻短路保护及自动恢复或闩锁故障处理。
有效利用安森美半导体LED驱动器设计高效LED灯串
有效利用安森美半导体LED驱动器设计高效LED灯
串
近年来，高亮度LED的应用领域不断增多，涵盖从移动设备背光、中大尺寸LCD背光、汽车内部及外部照明及通用照明等宽广范围。
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、应用车辆照明、船舶应用、低压卤素类替代及飞机内部照明等。
图1：安森美半导体DC-DC LED驱动器选型决策链
安森美半导体提供DC-DC低功率LED照明应用的多款LED驱动器，涵盖升压、降压以及升降压等不同拓扑结构，如图1所示。
在这系列产品中，NCL30160和NCL30161是安森美半导体较新的两款DC-DC LED驱动器。
NCL30161 LED驱动器适合于宽电压应用，它可通过平均电流控制使LED纹波电流控制在平均电流的10%，输出不需要滤波电容，而且支持PWM或模拟调光；还有一款转换器NCL30160集成了MOSFET，同样可最大限度地减少空间和成本。
本文将重点介绍这两款产品的关键特性及应用设计要点。
NCL30161的优势和典型应用
NCL30161是一款平均电流滞环控制模式高亮度LED降压控制器。
由于LED纹波电流得到了有效的控制，输出不需要滤波电容；高达1.4 MHz频率下的工作，外围可以使用小尺寸的被动元件；通过外接电阻或线性降压给芯片提供电压，可以支持高压输入；支持脉宽调制(PWM)或模拟调光。
模拟调光简单地调节LED串的DC电流，以改变LED的光输出；而PWM调光则是改变LED串中恒定电流的占空比，以有效改变LED串中的平均电流，以。
安森美半导体高能效LED通用照明解决方案
安森美半导体高能效LED通用照明解决方案2009-05-13 点击:2024通用照明市场常用的光源包括白炽灯、紧凑型荧光灯(CFL)、线性荧光灯、高强度气体放电灯(HID)以及新兴的高亮度发光二极管(HB LED)等。
随着人们绿色环保意识的提高，通用照明市场也成为业界致力提高能效的重要目标。
就能效(总输出流明及输入功率比，lm/W)而言，不同的通用照明光源中，白炽灯的能效相对较低，标准60 W白炽灯能效范围介于10至13 lm/W 之间(总输出为600至800 lm)，而CFL的典型能效达55至60 lm/W(由于光损耗，55 lm/W的CFL灯具的净能效仅在28至50 lm/W之间)。
其它的光源，如金属卤素HID灯能效约在80 lm/W，但在灯光投射路径上会有大量的损耗。
图1：通用照明光源的发展趋势相比较而言，LED拥有着越来越高的能效，业界近期宣称的最强的白光LED研发能力达到了132至136 lm/W，色温达(4,500-6,000K)。
实际上，LED的低压、小体积、定向光、固态器件、长工作寿命等优势，对于通用照明特别具有吸引力。
LED通用照明系统面临的要求及挑战对于LED在通用照明中的应用，需要从系统的角度来分析其要求。
总的来看，LED通用照明系统涉及到LED光源(紧凑高效，提供宽广范围的色彩和输出功率)、电源转换(将交流墙式插座、电池、太阳能电池的电源高效地转换至安全的低压直流电源)、控制和驱动(采用电子电路对LED进行稳压和控制)、热管理(结点温度控制非常重要，需要分析散热，从而实现更长的工作寿命)及光学器件等。
要开发高能效的LED通用照明解决方案，这几方面的要求都非常重要。
其中，本文主要讨论LED的控制和驱动，同时也会在下文的太阳能供电街灯照明示例中结合讨论高效的电源转换问题。
对于LED驱动而言，它面临的主要挑战就在于LED的非线性。
这主要体现在LED的正向电压会随着电流和温度而变化，不同LED器件的正向电压会有差异，LED“色点”会随着电流和温度而漂移，而且LED必须在规范要求的范围内工作从而实现可靠工作。
安森美半导体低压便携及中等电压LED通用照明方案
安森美半导体低压便携及中等电压LED通用照明方案发光二极管(LED)光输出持续提升，彩色及白光高亮度LED应用已扩展至全新的市场领域。
LED已开始替代白炽灯、荧光灯，用于汽车、涵盖智能手机到液晶电视的消费电子、建筑物照明及通用照明等应用。
未来，LED将继续以其可编程能力和灵活性及创新的固态照明(SSL)方案改变照明市场。
LED是低压器件，根据色彩及电流不同，LED正向电压可介于2V至4.5V之间，并以恒定电流驱动，以确保所要求光强度和色彩。
这要求电源转换及控制方案连接不同电源，甚至是电池。
安森美半导体分别为低压便携式和中压LED通用照明提供优化的驱动器方案，以满足不同应用的照明需求。
低压便携LED驱动器拓扑及安森美半导体解决方案小型彩色LCD面板、键盘及指示灯背光广泛采用白光LED及RGB三色LED。
智能手机及数码相机则采用高亮度LED作闪光光源。
这些应用要求能将电池使用时间延至最长并将PCB面积和高度减至最小。
安森美半导体提供使用线性、电感及电荷泵拓扑的各种方案。
电感型方案总能效最佳;电荷泵方案使用低高度陶瓷电容，空间及高度最小;线性方案很适合彩色指示灯及简单背光应用。
1)电感升压及降压拓扑方案针对驱动低电压便携式设备背光和电筒/闪光应用的白光LED，安森美半导体提供采用PWM调光的不同产品。
升压产品的输出电流从20 mA到800mA，包括CAT37、CAT32、CAT4238、CAT4237、CAT4238、LV52204、LV52206、CAT4137、NCP5005、CAT4139、CAT4240和、NCP1422。
电感降压产品NCP1529的输出电流为1A。
例如，LV52204是应用于智能手机的单通道高压及高能效LED背光升压驱动器IC，输入电压为2.7 V至5.5 V，提供40V输出电压并控制10颗LED。
其引脚与市场上流行产品兼容，可轻易替代。
2)电荷泵拓扑方案安森美半导体拥有专利的四模(Quad-Mode®)自适应分数型电荷泵方案，可提供电感型LED驱动器的高能效水平，去掉了高厚度电感及有害的电磁干扰(EMI)。
安森美LED灯照明解决方案-Microsoft-PowerPoint-ONSEMI-LED照明-
ONSEMI LED 灯照明解决方案ONSEMI LED灯照明解决方案1.交流-直流(AC-DC) LED方案不需要PFC（功率因素控制器）：1~8W隔离单片式解决方案：NCP1015（8W@85~264VAC)1~8W非隔离单片式解决方案：NCP1015（8W@85~264VAC)8~15W隔离单片式解决方案：NCP1028（15W@85~264VAC)15~40W解决方案：NCP1351（25W@85~264VAC)需要PFC（功率因素控制器）：8~40W解决方案:NCL30000 （单级结构CRM反激式）40~150W解决方案:NCL30001（单级结构CCM反激式）50~150W解决方案:NCP1607(CRM PFC 功率因素控制器)+NCP1377(QR准谐振模式工作）100~200W解决方案: NCP1607(CRM PFC 功率因素控制器)+NCP1397（LLC谐振模式工作）2.直流-直流(DC-DC) LED方案1~3W MR11/MR16LED灯泡解决方案：CAT42011~30W降压型LED驱动器：NCL301001~20W升压型LED驱动器：NCP3065/30661~3W手电筒升压型LED驱动器：NCP14211~3W手电筒降压型LED驱动器：NCP15293. 线性恒流LED方案线性恒流大电流LED驱动器：NUD4001CCR低电流LED驱动器：NIS45020/45025/45030/45035/45060/450904. 光线传感器LS环境光传感器ALS：NOA1211/NOA1302/NOA1305接近传感器：NOA3301色彩或颜色传感器：5. LED灯开路故障保护：LED灯开路故障保护：NUD4700PAR(Parabolic Aluminium Reflector)按照大小可以分为PAR16, PAR20, PAR30, PAR36, PAR38, PAR46, PAR56, PAR64,PAR后面的数字代表灯的直径，每个数字代表八分之一英寸，PAR56就是56/8=7英寸=178mmMR(Multifaceted Relector)按照大小可以分为MR11,MR16LED驱动器基础知识离线LED应用场合离线LED拓扑结构及专用标准ONSEMI 交流-直流(AC-DC) LED方案不需要PFC （功率因素控制器）：1~8W 隔离单片式解决方案：NCP1015（8W@85~264VAC)1~8W 非隔离单片式解决方案：NCP1015（8W@85~264VAC)8~15W 隔离单片式解决方案：NCP1028（15W@85~264VAC)15~40W 解决方案：NCP1351（25W@85~264VAC)需要PFC （功率因素控制器）：8~40W 解决方案:NCL3000040~150W 解决方案:NCL3000150~150W 解决方案:NCP1607(PFC)+NCP1377100~200W 解决方案:NCP1607(PFC)+NCP1397应用：z G13z GU10z PAR16z PAR20z 嵌灯(Downlight)支持文档z DN06027/Dz DN06051/Dz AND8328-D 规格：z 输入电压：90-264VACz 功率范围：1-8Wz 效率：80%z 保护：短路，过压z 恒流：350mA ，700mANCP1015特点:动态自供电，内部集成700V/450mA/11欧高压功率MOSFET交流-直流(AC-DC) LED: 1~8W 隔离单片式解决方案支持文档z AND8328-D交流-直流(AC-DC) LED: 1~8W 非隔离单片式解决方案应用：z PAR30z PAR38z 嵌灯(Downlight)支持文档z DN06006/Dz DN06040/Dz DN06050/D规格：z 输入电压：90-264VACz 功率范围：15-40Wz 效率：80%z 不需要PFCz 保护：短路，过压z 恒流：350mA,700mA,1ANCP1028特点:动态自供电，内部集成700V/800mA/5.8欧高压功率MOSFET交流-直流(AC-DC) LED: 15~40W 隔离单片式解决方案应用：z PAR30z PAR38z 嵌灯(Downlight)支持文档z DN06006/Dz DN06040/Dz DN06050/D规格：z 输入电压：90-264VACz 功率范围：8-15Wz 效率：80%z 不需要PFCz 保护：短路，过压z 恒流：350mA,700mA,1ANCP1351特点:固定ON 时间，可变OFF 时间，电流模式PWM 控制器交流-直流(AC-DC) LED 15~40W 固定导通时间电流模式PWM 控制器解决方案交流-直流(AC-DC) LED8~40W单级结构高功率因素解决方案NCL30000 CRM隔离反激z低功率(5-20 W)应用也需要高功率因数–LED驱动器/镇流器–嵌灯/射灯/户外照明z关键目标–直接驱动LED，带精确恒流输出控制–更高功率因数：>0.9，IEC C类谐波含量要求–5至15 W输出功率的低功率等级时，能效高于80%；典型能效83%–可扩展支持宽范围的功率LED和输出电流–能支持现有调光方案(TRIAC及尾缘)z使用固定导通时间临界连续导电模式(CrM) 和反激拓扑结构的单级结构实现高功率因数. z设计和开发工具：NCL30000 design worksheet（NCL30000 DWS.XLS)z参考设计：TND398/D交流-直流(AC-DC) LED40~150W单级结构高功率因素解决方案NCL30001 CCM隔离反激z中等功率(40-150W)应用–LED街灯及区域照明–洗墙灯–冰箱照明–壁灯及建筑物照明z连续导电模式(CCM) 和反激拓扑结构的单级结构实现高功率因数z设计注释：DN06068/Dz参考设计：AND8427/D交流-直流(AC-DC) LED100~200W CRM/LLC高功率因素高效率低EMI解决方案NCP1397 高性能谐振模式控制器(LLC)NCP1607 临界导电模式功率因素控制器（CRM PFC)z大功率(100-200 W)应用: 区域照明z使用固定导通时间临界连续导电模式(CrM) 和反激拓扑结构的单级结构实现高功率因数.z设计和开发工具：LLC Circuits Design Worksheet (LLC GENRIC DWS.XLS)z参考设计：TND399/D直流-直流(DC-DC) LED :1~3W 降压型高效率解决方案DC-DC 1 -3 W要求规格：z输入电压：5 V~28 Vdcz能效：≥90%z恒流：350 mA，700 mAz频率：500 kHz~2 MHzz温度：-40~125 ℃应用：MR11/MR16支持文档: DN06067/D评估板CAT4201AEVB1 ~20 W的DC-DC升压应用要求规格：•输入电压：5 V~40 Vdc•能效：≥85%•输出电流(恒流)：350 mA; 700 mA•频率：达250kHz应用:•MR16•汽车LED头灯设计和开发工具：NCP3066 DWS.XLS评估板：NCP3066SCBSTGEVB直流-直流(DC-DC) LED :1~20W升压型高效率解决方案直流-直流(DC-DC) LED : 1~3W手电筒升压型LED驱动器1 W~3 W手电筒升压LED驱动器要求规格：•输入电压:1 V~2.5 Vdc•能效：≥90%•恒流：350 mA; 600 mA;•频率：达1.2 MHz;应用：•手电筒NCP1421:600mA PFM 升压DC/DC转换器特征•高效率: 典型94%•输出电流可达600 mA•真实关断•低的静态电流•集成了低电池检测，开路低电池检测输出•1.0 V 启动电压（没有负载时候）•输出从1.5 V to 5.0 V 可调整•1.5 A 逐周期电流限制•使能端•热关闭参考文档：AND8171/D:NCP1421/2 Reference Designs for High-Power White LED Flash Applications直流-直流(DC-DC) LED : 1~3W手电筒降压型LED驱动器1 W~3 W手电筒降压LED驱动器要求规格：•输入电压：4 V~5.5 Vdc•能效：≥90%•恒流：350 mA; 700 mA;•频率：达1.7 MHz;应用：•手电筒NCP1529:1A ,1.7MHz降压DC/DC转换器特征•效率高达96%•输出可调整0.9 V to 3.9 V••2.7 V to 5.5 V 输入电压•低的静态电流•过热保护•短路保护•无铅线性恒流: 大电流LED驱动器NUD4001ᄂ࢛zᔢࡍ30Vၒྜྷ࢟ኹzᏴၒྜྷ࢟ኹܤછपᆍดᄋੱࢾདࣅ࢟ഗzጙৈ࢟ᔜᒙདࣅ࢟ഗLjᔢࡍభࡉ500mAz SO-8ॖᓤ线性恒流: CCR新型低电流LED驱动器NSI45020/45025/45030/45060/45090应用笔记AND8433/D:Using ON Semiconductor's Constant Current Regulators in AC ApplicationsAND8349/D:Automotive Applications: The Use of Discrete Constant Current Regulators (CCR) For CHMSL LightingLED灯开路故障保护环境光传感器NOA1211/NOA1302/NOA1305特征•环境光传感器提供一个与环境光强度成比例的计数输出•人类眼睛感受光谱范围•根据视点环境提供舒适的显示强度•在整个工作温度范围类线性响应•环境光强度从~0 Lux to 到100,000 Lux•低功耗•内建16位ADC•I2C 串行接口•无铅应用•节省显示器消耗的功率·−笔记本−LCD TVs and 监视器, 数码相框−LED 户内/户外居民区及街灯。
应对LED通用照明挑战的AC-DC LED驱动解决方案
应对LED通用照明挑战的AC-DC LED驱动解决方案
LED通用照明设计工程师会遇到许多挑战，如功率密度、功率因数校正(PFC)、空间受限和可靠性等。
这些LED照明设计挑战和电源设计挑战类似，具体讲，LED通用照明有以下几个挑战：由于总光效要求及散热限制的影响，即使是低功率应用能效也很重要;在许多情况下，较低功率也要求功率因数校正和谐波处理;在空间受限应用中，特别是替代灯泡应用时，对驱动功率密度的要求很高;总体电源可靠性对提高整个灯的寿命非常重要;宽输入电源电压范围应
该支持高达277 Vac;兼容TRIAC调光等传统特定照明要求。
另外，LED通用照明还要符合仍在演进的标准及安全规范，如美国能源之星和欧盟的国际电工委员会(IEC)要求。
安森美半导体一直致力于为LED照明提供丰富的解决方案，推出各种
符合最新LED照明标准的产品，包括AC-DC电源IC，DC-DC驱动器，CCR
稳流器，恒流恒压(CCCV)控制，高压FET，整流器，数字接口，环境光传感器，保护，电力线通信(PLC)调制解调器等等。
本文主要介绍用于LED照明的AC-DC电源方案及相关电路，帮助工程师应对上述挑战，设计出满足通用照明要求的产品。
安森美半导体LED照明方案
在安森美半导体用于LED照明的AC-DC电源方案中，1至10 W 的照明应用中推荐使用NCP1010~5，1至15 W可使用NCP1027/8，这些方案集成了MOS管，适用于隔离和非隔离应用，支持次级PWM调光、模拟调光
或双亮度等级调光，能效高达75-80%;1至30 W的应用可以使用。
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安森美半导体的通用照明 AC-DC LED驱动器方案议程• 低功率AC-DC LED驱动器 – LV5026可调光高功率因数方案 • 大功率 AC-DC LED驱动器 – 两段式NCL30051功率因数校正 (PFC)与半桥谐振LLC集成方案 • 结论2Confidential ProprietaryLED通用照明应用• 大功率(40至300 W)户外及基础设施应用• 区域照明• • • •街灯 停车场灯 荧光灯替代 公园及休闲场所灯• 隧道灯 • 高顶灯 • 建筑物 • • • • • • •NCL30051 应用领域• 中等功率(8至60 W)商业及建筑物应用户外建筑 冷主冰箱灯 洗墙灯 嵌灯 聚光灯(PAR20/30/38)类的灯 装饰性灯具 吊扇灯• 低功率(1至12 W)住宅及商业应用• 橱柜内照明 • 台灯 • 一体式灯泡(A型灯) • 电器 • 重点照明3Confidential ProprietaryLED照明交流-直流 (AC-DC)电源方案能效90%CrM PFC + 谐振半桥 NCL30051隔离型CCM降压/升压 NCL30001LV5026 NCL30000 LV502985%功率产品隔离非隔离80%NCP1010~5 NCP1027/8最高300 W 40 - 150 W 1 -50 W 1 -30 W 1 -30 W 1 -30 W 1 -15 W 1 -10 WNCL30051* NCL30001 NCL30000 LV5026 LV5027 LV5028 NCP1027/8 NCP1010~5X X Xx x xxX X Xx x调光 次级端 TRIAC (PWM，模 (交流 线路) 拟，多级) X X X X X X X X评注X X外部FET 外部FET 外部FET 外部FET 外部FET 外部FET 内置FET 内置FET首选 拓扑结构2550 输出功率752004Confidential ProprietaryAC-DC LED电源方案 – LV5026/9照明控制(调光)功率器件型号非隔离隔离× ×TRIAC (交流线路)×次级 (PWM及模拟)× ×封装评注3-30W 3-30WLV5026 LV5029PSR PSR× ×SOIC10 SOIC10外部FET 外部FETA非隔离型(降压型)B隔离型(反激型)5Confidential Proprietary兼容TRIAC调光 - LV5026方案MOS FETACS OUT2LV5026 TRIAC泄放(Bleeder)电路MOS FET非隔离可调光高功率因数LED驱动器 – LV5026方案可驱动大功率场效应管电路 采用步进控制方式 频率振荡功能 基准电压可从外部调整 兼容数字调光 兼容模拟调光 内置软启动 内置过电流保护电路 内置过热保护电路 内置过电压保护电路7Confidential Proprietary旨在降低EMI的PWM控制架构竞争器件 安森美半导体SANYO半导体产品部器件1级驱动2级驱动电流噪声 恒定周期噪声消减 非恒定周期8Confidential Proprietary非隔离LED驱动器• 非隔离拓扑结构有下述综合优势– – – – 磁性元件尺寸更小 能效更高 元件数量更少 总物料单(BOM)成本更低• 能以机械设计满足安规9Confidential Proprietary高功率因数校正改善 – 工作原理使用LV5026M的LED照明驱动电路时，改变电路构成 可以提高功率因数。
对应方法有如下所示的两种:•AC INPUT AC +减小AC电压平滑用电容器，扩大AC电流的导通角 控制功率场效应管中流的电流同输入的AC电压成比例+ 1•AC -R10 C1 Vref + R11 IC R3 Q1 CS R22要提高功率因数时，电路配线如左图所示。
不同点是，以前REF端子是施加一定的电压 ，现在是输入电压Vin(AC)平滑后的电压经 电阻分压后施加在REF端子上。
10Confidential ProprietaryLV5026M – 3W非隔离降压电路设计把输入电压分压后 印加到REF_IN端子 的电阻。
扼流线圈使用时， 推荐使用与LED的 VF相近的稳压二极 管。
改变这个电阻的阻 值，功率因数和LED 电流也随之改变。
11Confidential ProprietaryLV5026M性能数据- 3 W非隔离降压设计力率 vs C 功率因数 A 输入电压 vs. 入力電圧1 0. 9 0. 8 0. 7LE D 電流 vs. 入力電圧 vs 输入电压 A C LED电流100 90 80 70 60 50 40 30 200. 6 0. 5 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1 0 90 100 110 120 140 160 180 200 220 240 264R 7=2. 2kΩ R 7=12kΩ R 7=5. 6kΩLED电流[ ［ m A mA ] ］ LED 電流 功率因数(PF) 力率10 0 90 100R 7=2. 2kΩ R 7=12kΩ R 7=5. 6kΩ110120140160180200220240264A C 入力電圧 V ］ 输入电压[ ［ V] A C 入力電圧 ［V ］输入电压[ V ]12Confidential Proprietary议程• 低功率AC-DC LED驱动器 – LV5026可调光高功率因数方案 • 大功率 AC-DC LED驱动器 – 两段式NCL30051功率因数校正 (PFC)与半桥谐振LLC集成方案 • 结论13Confidential Proprietary常见模块化区域照明电源架构(AC-DC + DC-DC)NCL30051Power SupplyFixed DC voltage 24 - 80 VdcIsolated DC-DCNCL30160BuckLED StringACPFC• 多段式架构优势 • 故障容限：某某一LED串故障，其它串不 会“过驱动” • 对每串LED进行独立电流控制 • 调光电路控制各串LED的平均电流 • 脉宽调制(PWM) • 模拟 • 多级(Multi-Level)Buck典型降压拓扑结构LED StringBuckLED String14Confidential ProprietaryNCL30051概览价值所在NCL30051 is a combination of a CrM PFC and half bridge resonant controller which has all functionality to implement a high efficiency driver in a compact form factor. Regulation is achieved by varying PFC bulk voltage.独特特性 Unique FeaturesHalf bridge driver with 600 V high side gate drive Resonant controller with fixed frequency and softskip PFC with constant on-time controller & error amp优势 BenefitsNo need for external level shifter or transformer Increases efficiency at light load. Reduces EMI Excellent PF at mains with low ripple应用 Application其它特性 Others FeaturesDisable Input to half bridge 50 ns max rise and fall time on the high / low side gate drive 500 ns min fixed crossover dead time between drives No electrolytic outputs needed for output filtering Evaluation Board and On Line Design Tool AvailableConstant Voltage LED Supply or Constant Current LED Driver 订购及封装信息NCL30051DR2G: SOIC-16ON Target市场及应用 Market & ApplicationsLED Drivers and Supplies Applications include Wall packs, street lights, outdoor area lights, low and high bay lightingPb15Confidential Proprietary谐振模式拓扑结构是高能效的LED驱动器方案传统方案• CrM PFC + LLC– 例如：NCP1607 + NCP1397 – 8引脚 + 16引脚SOICNCL30051方案• CrM PFC + 固定频率谐振半桥– 单颗SOIC16• • 电源控制基于改变LLC频率– 更低频率 = 更大功率电源控制基于改变PFC大电容– 更大的大电容 = 更大功率•局限在于大电压的动态范围16Confidential ProprietaryNCL30051简化应用电路图PFC段C谐振半桥A高压启动电路 简化偏置B简单的固定频率谐振半桥降压工作： • A点输出电压变化时 • B点产生反馈信号 • C点的PFC电压变化以使输出稳压PWM调光期间 可以关闭半桥电路Confidential Proprietary17NCL30051框图18Confidential ProprietaryGreenPoint®设计仿真工具触手可及的电子设计辅助工具产生设计作出 变更选择产品设计要求 仿真物料单(BOM)续用 网上工具？ 转用 离线工具？保存、打印 及分享LED照明设计应用 AC-DC AC-DC AC-DC AC-DC AC-DC AC-DC AC-DC AC-DC DC-DC DC-DC DC-DC DC-DC DC-DC DC-DC 线性 线性 线性 线性 线性 器件选择 NCL30000 NCL30001 NCL30051 NCP1010 NCP1011 NCP1012 NCP1013 NCP1014 CAT4201 NCL30100 NCP1529 NCP3065 NCP3066 NCP5030 NSI45020A NSI45025A NSI45025AZ NSI45030A NSI45030AZ 拓扑结构 1至50 W通用交流线路、功率因数校正单段式隔离反激转换器 40至150 W通用交流线路、功率因数校正单段式隔离反激转换器 40至300 W通用交流线路隔离谐振半桥转换器，带功率因数校正 3 W通用交流线路隔离反激转换器 5 W通用交流线路隔离反激转换器 6 W通用交流线路隔离反激转换器 8 W通用交流线路隔离反激转换器 12 W通用交流线路隔离反激转换器 1至8 W降压非隔离转换器 降压非隔离转换器 降压非隔离转换器 1至50 W降压、升压或降压-升压非隔离转换器 1至50 W降压、升压或降压-升压非隔离转换器 降压-升压转换器 任何拓扑结构 任何拓扑结构 任何拓扑结构 任何拓扑结构 任何拓扑结构• 下载离线版GreenPoint设计仿真工具 • 仅下载电路图供离线使用转瞬间即可获得电路图及可供订购的物料 单(BOM) SIMetrix/SIMPLIS仿真简化及加速设计 提供多种语言版本(含英文版、中文版及日 文版)： 网上版 离线版 (使用免费及可供下载版本的 GreenPoint工具，其中包含节点数 量限制版SIMetrix/SIMPLIS仿真器)19Confidential Proprietary现已提供NCL30051LEDGEVB• 通用输入 • 最大输出功率 90 – 265 Vac 60 W (此评估板最大输出功率限制为100 W，但在改变元件 条件下最大可输出250 W功率) PF>0.9 (50-100%负载，带调光)，并遵从IEC61000-3-2 C类标准 ~88-90%，相应条件为Iout = 1000 mA / Vf = 35至45 V• 功率因数• 能效• 恒流输出电流范围 0.7 - 1.5 A (改变元件则可支持最高3 A) • 输出电压范围 35 - 50 VEMI Filter ACMURS360• 保护特性 • 输出开路及短路保护 • 过热保护 • 过流保护 – 自动恢复 • 过压保护 – 输入(OVP大电压)+NDD04N60 MBRF10H150+ VOUT• 调光 • 两级双电平模拟调光 • PWM调光：频率100至300 Hz 调光范围 > 10:1 • 1-10 V模拟电压输入，1 V= 最小值，10 V为100%导通CrM PFCHalfBridge DriverHousekeepingNDD04N60 MBRF10H150NCL3005120Confidential Proprietary技术资料• • • 架构概览 设计指引 典型性能曲线•即刻 查阅EVAL Manual此外，设计注释DN05015介绍了驱动 CREE XM或其它大电流LED的2 A电流、 最高30 V电压的演示电路板即刻 查阅/pub_link/Collateral/EVBUM2039-D.PDFClick Me21Confidential Proprietary典型能效90%或更高，功率35-45 W(Iout = 1 A)95 949392Efficiency (%)919089 120 Vac 230 Vac 87888685 34 38 42 46 50LED Forward Voltage (Vdc)22Confidential Proprietary不同线路电压及负载条件下的功率因数Iout = 1 A nominal30Harmonic Current Percentage of Fundametal (%)25 20 15Limit (%)Easily meets EN61000-3-2 Class C10 5 0 2 3 5 7Measured (%)9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 Harmonic23Confidential Proprietary不同线路电压条件下输出传递函数50 454035LED Forward Voltage (Vdc)3025201510 120 Vac 5 230 Vac0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000Output Current (mA)24Confidential Proprietary总结• – – – – • LV5026M支持隔离/非隔离拓扑结构 提供更高能效 在主电源输入电压及LED负载范围内提供紧密的LED稳 高功率因数及低总谐波失真(THD) 能够优化，用于切相(TRIAC)调光器应用 NCL30051是极佳的高能效方案，控制架构简单，基于新颖的谐振模式控制方法– 高压启动 – 采用历经证明的CrM固定导通时间PFC控制方法 – 集成固定频率半桥，带高压门驱动器 – 紧凑的SOIC16封装 • • 极适合用于固定电压LED电源以及恒流LED驱动器 基于控制器的拓扑结构，能调节用于30 W至超过200 W功率25Confidential Proprietary安森美半导体中国地区代理商完整中国地区代理商名单及联系方式请访问： /PowerSolutions/locateSalesSupport.do26Confidential Proprietary谢谢！ 乐意解答您的疑问！27Confidential Proprietary。