積極推動高能效創新的安森美半導體充分利用在電源領域的豐富經驗，為LED路燈驅動設計提供滿足各類規範要求的高能效方案，包括PFC段及主功率級的器件。

 

 

為有效提高電源效率
，需盡量降低產品待機功耗。應用安森美半導體NCP1070高壓開關穩壓器
，隻需簡單的外圍降壓線路就可有效降低待機能耗。該器件內置700V MOSFET
，支持動態自供電(DSS)，提供無損耗的啟動序列
，同時還具有短路保護
、1ms軟啟動
、頻率抖動、Vcc引腳過壓保護等功能，線路簡單且有成本優勢。

 

 

目前世界主要國家和機構都對LED驅動器在功率因數或總諧波失真上提出了相應的規範，比如國際電工委員會提出的IEC 61000-3-2、歐盟的EN61000-3-2、日本的JIC-C-61000-3-2、中國的GB 17625.1等標準。美國“能源之星”對功率大於5 W等級的固態照明燈具都有功率因數的要求，家用驅動器功率因數需大於0.7，商用驅動器功率因數需大於0.9

，而在路燈的應用中
，對功率因數的要求通常會大於0.95。

為了滿足大功率LED路燈電源設計在功率因數以及諧波含量限製方麵的要求，安森美半導體提供三種工作模式的PFC方案選擇：連續導電模式(CCM)，如NCP1654;臨界導電模式(CrM)，如NCP1608;頻率鉗位臨界導電模式(FCCrM)
，如NCP1605。

 

圖1：安森美半導體提供三種模式的功率因數校正(PFC)方案

 

其中，NCP1654的主要特性包括：采用平均電流控製模式;快速瞬態響應;采用SO-8封裝，隻需極少的外部元器件;低起動電流(<75 uA);±1.5 A推拉輸出電路門驅動;具備突波電流檢測、過壓保護
、欠壓保護、開環保護
，以及精確的過流、過功率限製功能
，為電路提供強固的保護功能。

 

 

主功率段電源設計往往有多種拓撲可以選擇，常見的諸如反激
、正激、有源箝位正激
、半橋LLC(雙電感和單電容)等。隨著功率及功率密度的提升，半橋LLC拓撲為LED路燈主功率段驅動電源設計提供了高性價比、高能效、容易處理電磁幹擾(EMI)的方案。相比於其他拓撲結構
，LLC支持在相對較寬的輸入電壓和輸出負載範圍下工作;元器件數量有限：諧振儲能元件能部分或全部集成在主變壓器中;初級開關管在所有負載條件下零電壓開關(ZVS);次級整流器在所有負載條件下零電流開關(ZCS);具有應用簡單的同步整流功能。

 

圖2：隨著功率及功率密度的提升
，半橋LLC拓撲成為LED路燈驅動理想選擇

 

安森美半導體的NCP1397為采用LLC拓撲結構的主電源段提供了高性價比及可靠方案，為客戶在尺寸限製、待機要求及成本等設計考量上提供了理想選擇，主要特性包括：50 kHz至500 kHz的高頻工作;600 V高壓浮動驅動器;可調節最小開關頻率(3%精度);100 ns至2 us的可調節死區時間;藉外部可調節軟啟動提供的啟動序列;輸入欠壓保護結合閂鎖輸入;基於定時器的自動恢複及立即閂鎖過流保護;可藉導通/關閉控製來關閉輸入(跳周期模式);300 uA低待機電流;1A/0.5 A峰值電流汲/源極驅動能力;共用集極或射極光耦合器連接。

 

精準的恒壓恒流控製能夠保證LED顆粒之間發光均一，從而更好地保證LED路燈壽命。安森美半導體提供的NCP4328內含兩個OTA，能實現二次側精準的恒壓恒流控製。

 

 

安森美半導體提供150 W功率的LED路燈驅動電源方案參考設計。這參考設計采用了NCP1654(PFC)+NCP1397(LLC)+ NCP4328(恒壓恒流控製)+ NCP1070(待機控製)的器件組合，接受90至265 Vac寬電壓輸入，提供40 V/3.45 A輸出，能滿足功率因數大於0.95，總諧波含量小於15%的要求，滿載平均效率大於90%
，典型電流精度達到了1%以內。這參考設計支持快速啟動
，典型啟動時間小於500 ms，還提供低輸出電流紋波，無頻閃。

 

圖3：安森美半導體150 W路燈參考設計的能效及穩流精度

 

圖4：安森美半導體150 W路燈參考設計的功率因數及THD符合設計目標

相關閱讀：

搞好LED路燈設計的十大“必備”知識
分析高效的LED路燈配光技術
有效解決LED路燈光衰問題的三個建議