要將LED照明的節(jié)能功能發(fā)揮至最高，就需要高能效的LED驅動器。我們以LED燈泡為例，典型的LED燈泡包含LED陣列、驅動電路、散光罩、散熱片和螺旋燈頭等主要組件，見圖2的左半部分。就驅動電路而言，高能效LED驅動器IC無疑是其中的重點。圖2的右半部分顯示了典型的LED燈泡驅動電路，其中使用的是典型的獨立式LED驅動器。

圖2:(a)典型LED燈泡剖視圖(左圖);(b)典型LED燈泡驅動電路(右圖)

要發(fā)揮LED通用照明的高能效優(yōu)勢，LED驅動器存在多重挑戰(zhàn)。首先就是能效至關重要。以LED燈泡為例，其形狀固定，散熱受限，采用高能效LED驅動器則可幫助將更多電能轉化為光能，幫助散熱。其次，LED燈泡空間有限，需要更大的散熱片面積，較大功率的燈泡尤為如此。此外，LED正在迅速變化，提供多種選擇，這對LED驅動器的選擇也構成了挑戰(zhàn)。由于LED燈泡空間有限，故須減小驅動電子電路的尺寸以使剩余空間增多，配合散熱。LED通用照明涵蓋不同功率等級，故須優(yōu)化LED驅動器選擇，以配合不同照明及功率要求。出于安規(guī)、LED選擇等因素，設計人員還須考慮是采用隔離還是非隔離拓撲結構，由此也影響到LED驅動器的選擇。

安森美半導體配合LED通用照明的驅動器方案

安森美半導體積極推動高能效創(chuàng)新，包括LED照明在內的高能效電子創(chuàng)新，涉及LED照明的眾多細分市場，如前文提到的移動設備、LCD背光、LED標牌、汽車及通用照明等。其中，LED通用照明如今是安森美半導體在照明市場的重點。在LED通用照明市場，安森美半導體的策略是充分利用公司寬廣陣容的模擬電源IC、分立器件及先進微封裝，提供與眾不同的高能效LED驅動器方案。

安森美半導體提供覆蓋涵蓋寬廣功率范圍及不同拓撲結構的LED驅動器方案。安森美半導體能用于低功率LED通用照明應用的驅動器包括NCL30000、NCL30002及NCL3008x系列等。其中，NCL30000是單段式功率因數(shù)校正(PFC)、支持TRIAC調光的LED驅動器，采用次級端控制器，支持反激/降壓/降壓-升壓等拓撲結構。NCL30002也是單段式功率因數(shù)校正LED驅動器，支持降壓拓撲結構，提供±3%的電流容限。NCL3008x系列目前包括NCL30080、NCL30081、NCL30082和NCL30083等器件，是新推出的高能效準諧振控制器，用于低功率LED照明應用。

值得一提的是，NCL3008x系列采用初級端穩(wěn)流(Primary Side Regulation)技術(也稱初級端控制或原邊控制)這種新穎的控制方法，省去次級端控制電路及光耦，能夠精確地從初級端對LED電流進行恒流穩(wěn)流，幫助簡化PCB布線、節(jié)省電路板空間、提升能效，并簡化安全分析(見圖3左)。此外，它還具有高穩(wěn)流精度、支持寬正向壓降(Vf)范圍、低電磁干擾(EMI)及集成強固保護特性等眾多優(yōu)勢。這系列器件提供0.8至0.9的功率因數(shù)，符合美國“能源之星”對功率大于5W的LED燈泡在功率因數(shù)方面的要求(PF>0.7)。

圖3:(a) NCL3008x新穎的初級端控制技術(左);(b) 基于NCL3008x的A19燈泡參考設計(右)

安森美半導體還開發(fā)了基于NCL30082的緊湊型A19 LED燈泡的參考設計(見圖2右側)。這參考設計優(yōu)化用于隔離反激或非隔離降壓-升壓拓撲結構，優(yōu)化用于10W LED照明應用。它采用谷底填充PFC來滿足“能源之星”功率因數(shù)高于0.7的要求。PCB及元件的尺寸目標是22x60mm柱體。測試顯示，此參考設計提供高能效、高功率因數(shù)及高穩(wěn)流精度。

而在中等功率及大功率LED照明方面，安森美半導體同樣提供豐富的產品組合，滿足客戶不同應用需求。其中既包含單段式及組合控制器，也包含傳統(tǒng)的兩段式(PFC段+DC-DC段)控制器，覆蓋從15W至400W的寬廣功率范圍，如圖4所示。

圖4:安森美半導體應用于中大功率LED通用照明的驅動器

從圖4中可以看出，在中等功率LED通用照明應用中，可以采用NCL30000及NCL30001這樣的單段式功率因數(shù)校正LED控制器;而在功率更大的應用中，可以采用NCL30051和NCP1910這樣的高能效組合控制器。以NCL30051為例，這是一款功率因數(shù)校正(PFC)及諧振半橋組合控制器，優(yōu)化用于離線LED照明應用，能夠為降壓DC-DC轉換器/LED驅動器提供恒定電壓。這器件集成了一個臨界導電模式(CrM) PFC控制器及一個半橋諧振控制器，并內置600V驅動器，針對離線電源應用進行了優(yōu)化，具備了所有實現(xiàn)高能效、小外形因數(shù)設計所需的特性。