非隔离降压-升压LED驱动器方案 - 安森美半导体多种非隔离高功率因数LED驱动方案

　　2） 基于NCL30000的非隔离降压-升压LED驱动器方案

　　本文将重点探讨降压-升压拓扑结构的NCL30000非隔离型LED驱动器方案。

　　

　　图2：NCL30000非隔离降压-升压拓扑结构电路图

　　如图2所示，在NCL30000非隔离降压-升压拓扑结构应用中，LED平均电流被稳流，可稳定线路电压变化和负载变化；可实现LED开路及短路保护；如果FET短路，LED仍然安全。

　　NCL30000降压-升压拓扑结构的工作原理包括：

　　·直接感测LED电流，提供真正的平均模式反馈。可以在宽LED电压范围内维持紧密的稳流；感测电阻（R9）的阻值很小，可提升能效至最高；匹配的晶体管对（Q1）产生与LED电流成正比的电流。

　　·分级电平转换晶体管（Q2）将正比例电流耦合至低边控制器；省去了光耦；第二个分级晶体管（Q5）用于“高输入+输出”电压的方案。

　　·端接电阻（R14）将正比例电流转换为电压；将电压用作提供给控制器的反馈信号；在LED平均电流处关闭反馈环路。

　　·低环路带宽提供高功率因数。

　　3） 基于NCL30000的T8灯管LED驱动器演示板

　　安森美半导体为采用NCL30000的T8灯管LED驱动器提供了高PF演示板，用来替代常见的线性荧光灯管。25 W设计示例在350 mA电流时的电压为72 V，主电源电压范围的能效高于88%，典型功率因数高于0.96，尺寸为18 mm x 200 mm （总高度19 mm）。

　　

　　图3：基于NCL30000的非隔离降压-升压T8灯管驱动器演示板

　　该演示板具有诸多特性：控制器以交流整流回路电压为参考，可降低系统噪声；LED以交流整流电压为参考，可减少产生的EMI；直接感测LED电流实现真正的平均模式控制；在宽LED电压范围内维持紧密稳压；恒定导通时间提供高功率因数及低总谐波失真；使用偏置绕组提供负载开路保护；热反走，带自动恢复；监控LED电流，提供短路保护；感测FET电流，用于故障保护。

　　25 W T8灯管LED驱动器设计示例的设计要求包括：输入电压范围为90至305 Vac；为LED提供350 mA恒定电流；LED串最大电压为71.4 V；LED串最小电压为55 V；最小交流主电压的峰值时开关频率为70 kHz；能效约为90%。

　　

　　图4：NCL30000降压-升压非隔离LED驱动器演示板性能测试结果

　　3） 基于NCL30000的TRIAC可调光高功率因数GU10 LED驱动器方案

　　对上述方案进行一些必要的修改，还可配合TRIAC调光。修改措施包括：在偏置练级上增加更多匝数、增加偏置稳压器用于宽范围调光、可选加速调光电路以优化调光响应、优化EMI滤波器以适应TRIAC导通时的大阶跃电压等。

　　修改后方案的电源规范摘要包括：输入电压100至130 Vac；3个LED的输出为470 mA；额定输出功率约4.7 W；非隔离设计TRIAC调光；功率因数校正》 0.85；100至130 Vac的能效》82％。

　　二、LV5026MD/29MC系列非隔离降压LED驱动器方案

　　除了NCL30000，客户也可以采用安森美半导体成员公司三洋半导体的LV5026MD/29MC系列非隔离降压LED驱动器，并根据实际调光要求，选择适合的产品。例如，若需要同时支持TRIAC调光、PWM调光及模拟调光，则应选择LV5026M；若只需要支持PWM及模拟调光，则可选择LV5029MC。

　　以非隔离可调光高功率因数LED驱动器LV5026MD为例，它可驱动大功率场效应管电路，采用步进控制方式，具有频率振荡、基准电压外部调整、兼容数字调光和模拟调光、内置软启动、过电流保护、过热保护、过电压保护电路等特性。电路图如图5所示。

　　

　　图5：采用LV5026MD的非隔离降压LED驱动器

　　使用LV5026MD的LED照明驱动电路时，改变电路构成可以提高功率因数。对应方法包括：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。

　　总结

　　NCL30000和LV5026MD均支持隔离及非隔离拓扑结构，可以提供更高的能效，在主电源输入电压及LED负载范围内提供紧密的LED稳流；同时，具有高功率因数和低THD特性，可以优化切相调光器应用。安森美半导体提供的宽范围的LED驱动器方案，配以相关工具及支持，有助于实现紧凑设计，适合不同的中低功率LED照明应用，同时帮助客户加快产品上市。