如今，高亮度LED在光輸出、能效及成本方面得到了全面改善，同時具備了小巧、低壓工作及環(huán)保等眾多優(yōu)勢，應(yīng)用范圍也在不斷拓寬。未來，LED照明在通用照明、LCD背光、汽車照明等領(lǐng)域的增長前景尤為可觀。安森美半導(dǎo)體提供豐富的LED驅(qū)動器產(chǎn)品，可滿足各種LED照明應(yīng)用需求。本文將重點介紹安森美半導(dǎo)體在各個照明細(xì)分市場的應(yīng)用方案，幫助照明設(shè)計工程師選擇合適的方案，加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。

　　通用照明方案

　　在節(jié)能環(huán)保趨勢下，LED照明已成為眾多規(guī)范機(jī)構(gòu)的目標(biāo)，如美國能源部“能源之星”計劃的1.1版固態(tài)照明標(biāo)準(zhǔn)已于2009年2月生效，中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院據(jù)悉也準(zhǔn)備在2010年發(fā)布中國版本的LED照明能效標(biāo)準(zhǔn)。

　　以電燈泡和熒光燈管替代、嵌燈、街燈及停車燈、工作照明燈(臺燈、櫥柜內(nèi)照明)、景觀照明、廣告牌文字、建筑物照明等通用照明市場為例，估計當(dāng)前LED照明應(yīng)用比例不足1%，市場規(guī)模也相對較小，但預(yù)計到2012年，LED驅(qū)動器及相關(guān)分立器件的市場規(guī)模將從2008年的約6.88億美元增長至13.08億美元，年復(fù)合增長率高達(dá)17.4%。

　　安森美半導(dǎo)體有適用于不同功率AC-DC供電的LED通用照明方案，覆蓋寬廣的功率范圍。

　　1)1 W至8 W方案

　　1 W至8 W的低功率LED通用照明應(yīng)用包括G13、GU10、PAR16、PAR20和嵌燈等。這類應(yīng)用的輸入電壓范圍在交流90至264 V之間，恒流輸出電流包括350 mA和700 mA兩種，能效要求為80%，還要求提供短路和過壓保護(hù)等特性。這類應(yīng)用可以采用安森美半導(dǎo)體的NCP1015自供電單片開關(guān)控制IC。該器件集成了固定頻率(65/100/130 kHz)電流模式控制器和700 V的高壓MOSFET，具備構(gòu)建強(qiáng)固的低成本電源所需的全部特性，如軟啟動、頻率抖動、短路保護(hù)、跳周期、最大峰值電流設(shè)定點及動態(tài)自供電功能(無需輔助繞組)等。NCP1015既可用于隔離型方案，也可用于非隔離型方案，見圖1。

　　圖1：基于NCP1015的1 W至8 W隔離型(a)及非隔離型(b)LED照明方案

　　值得一提的是， “能源之星”新版固態(tài)照明標(biāo)準(zhǔn)的一個重要特點是要求多種住宅照明產(chǎn)品的功率因數(shù)最低達(dá)到0.7。這類LED照明應(yīng)用的功率一般在1 W至12 W，最適宜采用隔離型反激電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。但是，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計技術(shù)的功率因數(shù)通常不到0.6。要改善功率因數(shù)，輕松符合“能源之星”要求，可結(jié)合優(yōu)化的NCP1014LEDGTGEVB評估板，采用安森美半導(dǎo)體的離線型8 W LED驅(qū)動器參考設(shè)計。

　　安森美半導(dǎo)體的NCP1014LEDGTGEVB評估板可驅(qū)動1至8顆大功率高亮度LED。該設(shè)計基于集成了帶內(nèi)部限流功能的高壓電源開關(guān)的緊湊型固定頻率脈寬調(diào)制(PWM)轉(zhuǎn)換器NCP1014構(gòu)建。由于NCP1014采用固定頻率工作，電流不能上升到高于某個特定點;導(dǎo)通時間的限制使輸入電流將跟隨輸入電壓的波形，從而提供更高的功率因數(shù)。評估板電路圖見圖2。

　　圖2：NCP1014LEDGTGEVB電路圖

　　2)8 W至25 W方案(無PFC及有PFC)

　　在8 W至25 W AC-DC LED照明應(yīng)用中，一種方案不要求功率因數(shù)校正(PFC)，另一種需要符合“能源之星”固態(tài)照明(SSL)規(guī)范規(guī)定的強(qiáng)PFC要求。該標(biāo)準(zhǔn)適用于一系列特定產(chǎn)品，如嵌燈、櫥柜燈及臺燈，其中，住宅應(yīng)用的LED驅(qū)動器功率因數(shù)須大于0.7，商業(yè)應(yīng)用須大于0.9。

　　不需要PFC的8 W至25 W AC-DC LED照明的典型應(yīng)用如PAR30、PAR38和嵌燈。這類應(yīng)用的輸入電壓要求為85至135 Vac或185至264Vac，能效要求大于80%，提供短路保護(hù)及開路保護(hù)等特性，恒流輸出電流為350 mA、700 mA及1 A等。為此，可以采用安森美半導(dǎo)體的NCP1028或NCP1351。NCP1028是一款增強(qiáng)型單片開關(guān)控制IC，提供800 mA峰值電流，還提供過功率保護(hù)、內(nèi)置斜坡補(bǔ)償及輸入欠壓保護(hù)等特性，適合在通用寬電源輸入應(yīng)用中提供幾瓦至15 W的輸出功率。

　　要求PFC的8 W至25 W AC-DC LED照明的典型應(yīng)用同上，輸入電壓規(guī)格為90至264 Vac，其他指標(biāo)與不需要PFC的應(yīng)用相同，而功率因數(shù)要求高于0.9。這類應(yīng)用適合采用安森美半導(dǎo)體的NCL30000單段式功率因數(shù)校正LED驅(qū)動器。單段式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無需專用PFC升壓段，減少了元器件數(shù)量，降低了系統(tǒng)總成本。NCL30000滿足IEC C類諧波含量要求，可直接驅(qū)動LED，具備精確恒流輸出控制，在5 W至15 W較低輸出功率時能效高于80%，典型能效高于83%，并支持TRIAC等現(xiàn)有調(diào)光方案。

　　3)50 W至200 W方案

　　功率高于50 W的AC-DC LED應(yīng)用廣泛用于街道照明及大功率區(qū)域照明。其輸入電壓規(guī)格為90至264 Vac，功率因數(shù)高于0.9，能效大于85%，提供短路及過壓保護(hù)，恒流輸出為350 mA、700 mA和1 A。此類應(yīng)用可以采用單段式PFC LED驅(qū)動器NCL30001、CrM PFC+ QR PWM驅(qū)動器NCP1607+NCP1377，以及CrM PFC+ LLC PWM驅(qū)動器NCP1607+NCP1397或NCP1392/3，以滿足不同需求。

　　便攜設(shè)備背光或閃光方案

　　便攜應(yīng)用要求延長電池使用時間，減小占板面積和高度。安森美半導(dǎo)體的多種低壓便攜產(chǎn)品背光應(yīng)用LED驅(qū)動器方案可用于線性、電感型及電荷泵型等不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其中，電感型方案總能效最佳，電荷泵型方案的占板面積和高度最小，線性驅(qū)動器則適合簡單背光應(yīng)用。

　　安森美半導(dǎo)體的CAT3200、NCP5602、NCP5612、NCP5623、CAT3606、CAT3616、CAT3626、CAT3603、CAT3604、CAT3614、NCP5603等支持電荷泵方案的不同調(diào)光型產(chǎn)品，如單模、雙模、三模或四模方案等。以NCP5623為例，這是一款高能效LED驅(qū)動器，帶有I2C接口，內(nèi)置漸進(jìn)調(diào)光功能，特別適用于驅(qū)動手機(jī)等便攜產(chǎn)品的RGB LED裝飾光和增強(qiáng)型LCD背光。它可實現(xiàn)94%峰值能效和低于1微安的待機(jī)電流，將便攜設(shè)備電池工作時間延至最長。該器件封裝極小，僅需4個無源元件，并具備短路和過壓保護(hù)功能。