LED驱动器专项方案.doc

配合多种中等电压通用照明应用安森美半导体 LED 驱动器方案

很多中等电压 LED 应用全部是采取离线 AC-DC 电源、电池或有低电压 AC 输出
电子变压器供电。但部分这么电源，如铅酸蓄电池，只经过了简单稳压。因
此，需要有一个能够在宽输入电压范围工作，并能够用多种拓扑结构配置 LED
驱动器处理方案，以支持 LED 负载要求。依据 LED 电流和工作条件，能够采
用线性或开关稳压器 LED 驱动器处理方案。安森美半导体为中等电压 LED 应用
提供多个拓扑结构处理方案，可满足景观照明、低压轨道灯、太阳能供电照明、
汽车照明、紧急车辆照明、船舶照明、12 Vac/Vdc MR16 灯、飞机内饰照明、
标志背光、广告牌文字电路和标志等多种通用照明需求。

图 1：LED 景观照明示例

中等电压 LED 通用拓扑结构及电源
中等电压 LED 照明应用需要优化驱动器方案。安森美半导体提供电感型、电
荷泵型、线性三种不一样拓扑结构中等电压 LED 驱动器方案，可满足用户不一样
应用需求，见图 1。

图 2：三种拓扑结构示例

中等电压 LED 应用电源有多个，各有其关键用途。其中，离线 AC 稳压适配
器，常见电压为 12、24、36、48 Vdc，稳压精度达±5％，适合安全要求不高
低到中等功率应用。密封铅酸蓄电池，只经过简单稳压，8 至 14 Vdc，广
泛用于汽车照明；7-27 Vdc，用于汽车、太阳能、船舶照明。12 Vdc 及 12 Vac

电源，常见于室内照明、轨道灯、户外照明、景观照明等。

安森美半导体中等电压 LED 通用照明处理方案

1)线性 LED 驱动器处理方案
线性处理方案是很多照明应用首选方法，因为其设计既简单，又直观，并许可
用精密稳流电流驱动 LED，而无须考虑 LED 正向电压或输入电源怎样改变。

因为这类 LED 驱动器是线性，必需匹配应用功耗要求。安森美半导体提供
电流从 10 mA 直至 1 A 多种恒流线性
LED 驱动器。通道输出电流为 10 至 50 mA

有
NSI50010Y 、 NSI45020JZ 、

NSI45020 、 NSI45020A 、 NSI45025 、
NSI45025A、NSI45025AZ、NSI45025Z、
NSI45030、 NSI45030A、 NSI45030AZ、
NSI45030Z、NSICB、NSIC2030B、
NSIC2050B 和 NCV7680；60 至 350 mA

有
NSI45060JD 、 NUD4011 、

NSI45090JD 和 CAT4104；还有更大通道

输 出 电 流
NUD4001(500 mA) 和

CAT4101(1000 mA)。
图 3：NSI45 应用电路

以线性恒流稳流器 NSI45 系列为例，这是双端或三端线性恒流稳流器，基于安
森美半导体正待批专利自偏置晶体管技术，很适合不一样输入电压广泛 LED
应用，如驱动建筑物、汽车及工业标识牌 LED 照明应用中电流。它能够在宽
输入电压范围工作，为工程师提供适合她们应用简单、高性价比稳流方案，且
不会牺牲性能。该恒流稳流器系列可在宽范围内稳流，确保工作电压范围内恒
定亮度，且含有负温度系数特征，在极端电压和工作温度下保护 LED 免受热
失控(thermal runaway)影响。

NSI45 另一个经典应用是用作显示器和广告牌文字电路恒流稳流器线性
LED 驱动器。其特点包含低开启电压，不管正向电压（Vf）怎样改变全部能够实
现精密稳流，含有负温度系数特征，能够保护 LED。

图 4：NSI45 显示器和广告牌文字电路应用示例

2) LED MR16 灯泡处理方案
NCL30100 是一款降压 LED 驱动器控制器，含有高能效、峰值电流控制自适应
固定关闭时间，可用于空间及高能效至关关键低功率及空间受限应用。该方
案含有振荡频率可调整特征，采取连续导电模式(CCM)，能够省去输出电容，能
效高达 95%，并提供自然 LED 开路保护。

该驱动器控制器开关频率高达 700kHz，不需要输出电容，Vcc 工作范围从 6.35
至 18 V，可驱动一个或多个大功率 LED，关键用在 MR16 LED 照明、环境灯照
明、太阳能 LED、交通照明、室外照明和 LED 光条等应用。采取 NCL30100
PCB 很小巧，能够装入 MR16 灯灯座内。NCL30160 迟滞控制特征可在
负载瞬期间提供快速响应，无需小型信号控制环路赔偿元件。保护特征包含可
利用电阻设定 LED 电流、LED 短路保护、欠压锁定及热关闭。
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使用 NCL30100 可利用负电流感测，用小型电感降低功率损耗，实现低成本、
高能效及元件数量少应用。该器件采取低侧 N-FET 开关拓扑结构，和连续
导通模式操作，无需输出电容。所以，采取安森美半导体提供评定板
NCL30100ADLMGEVB 和 NCL30100ASLDGEVB 能够将电路放进 MR16 灯座
内，后者还能够实现 PWM 调光。

图 5：NCL30100 LED 驱动器控制器电路

图 6：NCL30100 评定板

另外，对于 3 至 4 个 LED 模块 12 V AC-DC 设计，能够使用安森美半导体为
NCP3065 提供评定板 NCP3065BBGEVB。它能够用来驱动 12 Vac/Vdc 应用
中夏普 ZENIGATA™、Cree XLamp™MC-E 及其它 LED 模块。因为模块正向
电压和输入电压范围重合，所以只使用一个开关降压-升压型配置。其特点是小
尺寸、宽输入和输出工作电压，输出电流经过稳流，还含有 LED 开路保护、输
出短路保护能力。该处理方案适适用于 MR16 灯泡、景观照明、交通照明等。

图 7：降压-升压 MR16 灯用 LED 及参考设计演示板

3)太阳能供电 LED 路牌处理方案
NCL30160 是一款用于大功率 LED 开关稳压器，采取基于 NCL30051 电源
所提供恒定电压去降低电压，从而为 LED 串提供恒定电流。经过利用仅 30 mΩ
低导通阻抗内部 MOSFET 及以 100%占空比工作能力，能够提供能效高达
98%方案。 光通讯 光通信设备 光纤光缆 ODN 光通信
激光网 激光 激光红外 激光设备

该器件以 6.3V 至 40V 输入电压范围工作，开关频率高达 1.4 MHz，是工业及

汽车应用极佳方案。高开关频率使设计人员可采取更小外部元件，帮助将电
路板尺寸减至最小及成本降至最低。NCL30160 包含迟滞控制特征，在负载瞬态
期间提供快速响应，无需小型信号控制环路赔偿元件。保护特征包含可利用电
阻设定 LED 电流、LED 短路保护、欠压锁定及热关闭。另外还有专用 PWM 调
光引脚/低功耗关闭功效。

NCL30051 和 NCP30160IC 在一起搭配工作，能够最少外部元件简化电源电
路设计。这种架构使芯片组能够集成在更紧凑及更高性价比 LED 照明电源中，
用于户外照明(如 LED 路牌、街灯、停车场灯)等通用照明应用。

图 8：太阳能供电 LED 路牌及驱动方案

推进 LED 替换白炽灯进程
依据国家发改委等部门联合印发《相关逐步严禁进口和销售一般照明白炽灯
公告》， 年 10 月 1 日起，将根据功率大小分阶段逐步严禁进口和销售一般
照明白炽灯。安森美半导体利用电源管理、高能效电源及封装方面关键专长及
优势，开发针对不一样应用领域专用 LED 驱动器，和符合或超越世界各地
规范要求固态照明方案，为实现照明革命提供了丰富选择，并将在这一进
程中起到主动推进作用。

安森美半导体供稿