基于交流或直流電源的LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

根據(jù)具體應(yīng)用的不同，LED可能會(huì)采用不同的電源來供電，如交流線路、太陽能板、12 V汽車電池、直流電源或低壓交流系統(tǒng)，甚至是基于堿和鎳的電池或鋰離子電池等。
　　1)采用交流離線電源為LED供電

　　在采用交流離線電源為LED供電的應(yīng)用中，涉及到眾多不同的應(yīng)用場(chǎng)合，如電子鎮(zhèn)流器、熒光燈替代、交通信號(hào)燈、LED燈泡、街道和停車照明、建筑物照明、障礙燈和標(biāo)志等。在這些從交流主電源驅(qū)動(dòng)大功率LED的應(yīng)用中，有兩種常見的電源轉(zhuǎn)換技術(shù)，即在需要電流隔離(galvanic isolation)時(shí)使用反激轉(zhuǎn)換器，或在不需要隔離時(shí)使用較為簡(jiǎn)單的降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　在反激轉(zhuǎn)換器方面，根據(jù)輸出功率的不同，可以采用安森美半導(dǎo)體的不同反激轉(zhuǎn)換器。例如，安森美半導(dǎo)體的NCP1013適合于功率高達(dá)5 W(電流為350 mA、700 mA或1 A)的緊湊型設(shè)計(jì)應(yīng)用，NCP1014/1028可以提供高達(dá)8 W的連續(xù)輸出功率，而NCP1351則適合于大于15 W的較大功率通用應(yīng)用。

　　以NCP1014/1028為例，這是安森美半導(dǎo)體推出的離線式PWM開關(guān)穩(wěn)壓器，具有集成的700 V高壓MOSFET，均采用350 mA/22 Vdc變壓器設(shè)計(jì)及700 mA/17 Vdc配置，輸入電壓范圍為90至265 Vac，具有輸出開路電壓鉗位、采用頻率抖動(dòng)減少電磁干擾(EMI)信號(hào)以及內(nèi)置熱關(guān)閉保護(hù)等特性，適合于LED鎮(zhèn)流器、建筑物照明、顯示器背光、標(biāo)志和通道照明及作業(yè)燈等應(yīng)用。NCP1014/1028的應(yīng)用設(shè)計(jì)示意圖如下面的圖1所示。值得一提的是，這設(shè)計(jì)具有開路輸出保護(hù)功能，會(huì)在開路時(shí)將輸出鉗位至24 V電壓。在這設(shè)計(jì)中，電流和開路電壓能夠通過簡(jiǎn)單地改變電阻/齊納二極管組合來調(diào)整。值得一提的是，如果針對(duì)230 Vac交流線路使用另一種可選變壓器，則NCP1014能夠提供高達(dá)19 W的功率，NCP1028能夠提供高達(dá)25 W的功率。

圖1：安森美半導(dǎo)體離線式第二代LED驅(qū)動(dòng)器NCP1014/1028的應(yīng)用示意圖。

　　在照明應(yīng)用中，如果輸出功率要求高于25 W，LED驅(qū)動(dòng)器則面臨著功率因數(shù)校正(PFC)的問題。例如，歐盟的國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)針對(duì)照明(功率大于25 W)的要求中具有針對(duì)總諧波失真(THD)的規(guī)定。而在美國(guó)，能源部“能源之星”項(xiàng)目固態(tài)照明標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)PFC帶有強(qiáng)制性要求(而無論是何種功率等級(jí))，即針對(duì)住宅應(yīng)用部分要求功率因數(shù)高于0.7，而針對(duì)商業(yè)應(yīng)用部分要求功率因數(shù)高于0.9。這標(biāo)準(zhǔn)屬于自愿遵守的標(biāo)準(zhǔn)，并非強(qiáng)制性要求，但有些應(yīng)用可能需要良好的功率因數(shù)。例如，公營(yíng)事業(yè)機(jī)構(gòu)將推動(dòng)LED的大規(guī)模應(yīng)用，應(yīng)用在公用設(shè)施級(jí)別的LED可望擁有較高功率因數(shù)；而且公營(yíng)事業(yè)機(jī)構(gòu)擁有或提供LED街燈服務(wù)時(shí)，LED是否具有較高功率因數(shù)(通常大于0.95)取決于公營(yíng)事業(yè)機(jī)構(gòu)的意愿，如果他們?cè)敢猓瑒t相應(yīng)的LED驅(qū)動(dòng)解決方案必須滿足這方面的要求。

圖2：需要PFC的LED驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中不同架構(gòu)對(duì)比。