亮化灯是什么？LED驱动都有哪些好方式？

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led驱动都有哪些好方式？

2022-01-11    

   作者：安森美半导体照明细分市场营销司理James Lee  

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　　LED手艺推动了照明领域的一场革命。连系小型、低功耗、高可靠性和低成本，使得照明可以在不能能用白炽灯或荧光灯手艺的地方实行。因此，LED照明在办公室、家庭甚至在我们的车上激增。

　　现在固态照明方案的主要瑕玷不是LED自己，而是提供照明能量的电源。这些开关电源（SMPS）的预期寿命比LED短得多，这主要是由于它们所含的磁性元件和电解电容器的使用寿命。此外，含有风扇等有源冷却装备的开关电源尤其易受早期故障的影响。另一个瑕玷是SMPS通常体积重大，是电磁滋扰（EMI）的主要泉源。思量到它们的尺寸和通常有限的照明安装空间，它们不太可能与LED安装在相同的PCB上，因此需要互连和引线，这是另一个潜在的故障泉源。

　　然而，电力手艺和拓扑的最新希望包罗交流直接驱动（DACD）电源方案的泛起。这种新的方式完全无需传统的SMPS，在成本、体积、使用寿命和可靠性方面提供多种优势－然而，并不是所有的DACD方案都是相同的。

　　DACD拓扑

　　所有DACD方案的配合之处是输入整流桥，使用经典的4个二极管设置，将50／60 Hz输入交流波形校正为100／120 Hz半正弦波。峰值幅值从110 V交流输入的155 V左右转变到230 V交流输入的325 V，但原理保持稳固。

　　用于LED驱动的DACD拓扑通常分为两种设置，每一种都各有优瑕玷。

　　图1：典型的DACD拓扑及其主要的特点

　　这两种方式都支持接纳单板方案，而不是SMPS方案所需的双板方案。分流型DACD接纳单片集成电路，降低了物料单（BoM）成本。它还具有易于扩展的优点，但散热性能相对较差。

　　相比之下，旁路类型倾向于使用多个集成电路，因而导致更高的BOM成本。而这种方式更适合于需要许多LED串的应用。与分流法相比，虽然扩展性有限，但电气性能更好，总谐波失真（THD）通常小于10％，而分流法为30％左右。

　　虽然与传统的开关电源法相比，这些DACD法是个显著提高，但它们并不是驱动基于LED的现代应用的完全理想的方案。现在市场上有许多基于IC的DACD方案，但这些方案在稳压、散热性能、耐浪涌性能、调光能力和成本方面都可改善。

　　图2：基本事情波形和电路图

　　图2显示了DACD方案的基本事情模式。当交流线路电压通过半正弦时，IC内的开关指示电流（ILEDn）照亮每个LED。但这种线性开关法有一个主要的瑕玷，即高THD。

　　最新的好方式

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　　最新的DACD方案之一是安森美半导体的NCL30170。基于分流拓扑，它提供了前述的这种方式的所有优点，包罗：是单个IC方案，具有较低的BoM成本和易于扩展功率。但这种新方案的一个怪异特征是能够驱动多个外部MOSFET开关，从而支持毗邻多个LED串；NCL30170是市场上首个能够这样做的产物。因此，功率可从10W扩展到200 W，毗邻的LED串的总数和外部开关仅受最高功率水平的限制。

　　图3：NCL30170是单输出、多串、分流DACD方案

　　在大多数应用中，只管电源电压颠簸，但LED亮度保持稳固是很主要的。通常，DACD驱动器能够实现±10％的稳压－安森美半导体的新器件到达±1％，这是异常显著的提升，从而确保毗邻LED的连续光输出。

　　NCL30170用一种专有的方式来调治电流，而不是用于传统DACD方案的线性方式。电压触发点保持稳固，但以这样一种方式调治电流使其不再是一个门路形状，从而发生平滑的正弦波电流（如图4右图所示），导致低于10％的极佳的THD水平。

　　Conventional Shunt Type：传统的分流类型

　　Stepped input current：门路式的输入电流

　　Sine input current：正弦输入电流

　　图4：专有的电流平滑／整形提供平滑的正弦波形

　　除了极佳的THD，NCL30170还提供领先行业的功率因数校正（PFC）性能，跨越0．98。

　　有用调光的主要性

　　在许多应用中，能举行LED调光很主要，可通过脉宽调制（PWM）手艺（通常称为切相）或模拟控制来实现。PWM提供宽局限的调光能力，但也有显著的瑕玷，包罗闪灼，这已被证实会导致处于这种视线环境的人头痛。高电平的PWM调光也会导致室内应用中尤其不受迎接的可闻噪声。

　　虽然许多DACD方案可调低到10％，NCL30170能够提供5％的模拟调光，从而知足具有挑战性的现代应用的需要。该器件在整个调光局限内保持稳压，从而确保纵然在低功率下，从LED发出的光仍然保持稳固。

　　对于使用TRIAC的切相调光，NCL30170壮大的PWM性能确保基于它的照明方案异常适合于改装应用。

　　总结

　　LED照明在当今照明方案中占很大比例。由于现代应用的低功耗、低成本和小尺寸要求，这比例将增进；用加倍天真和通用的LED照明改装旧的白炽灯装置也将是未来增进的主要推动力。

　　直到最近，SMPS一直被用于为LED装置供电，但存在耐用性和使用寿命的问题，而且体积重大，使在受限空间安装LED方案变得庞大和受限。

　　最近，DACD已成为一种为LED串供电的可行手艺。这项手艺解决了SMPS的许多瑕玷，稀奇是耐用性和使用寿命、巨细和成本，且未来将大大促进更多的LED照明装置。现在，如安森美半导体的NCL30170这样的器件有助于交流直接手艺提供应用所需的性能、天真性和耐用性，用于许多终端市场领域。

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