为不同 DC-DC LED 照明应用选择适合的开关驱动器方案
来源： 作者： 发布时间：2015-03-07 10:26:03 浏览量：
这种拓扑结构的原理非常简单。开关处于导通状态时，输入电压直接连接至电感，从而在电感中积聚能量。在这个阶段，电容C为输出负载提供能量。开关处于关闭状态时，电感通过续流二极管连接至输出负载及电容，从而传输能量给负载。这是一种反向(inverting)输出，负输出连接至LED的阳极，而正输出连接至LED的阴极。这种拓扑结构可以提供众多优势，如提供更高能效、更小外形因数及更低成本等。
不同拓扑结构的LED DC/DC开关驱动器方案及其应用
1 降压驱动器方案
典型L一体电感器ED DC/DC降压应用有如在线槽灯、书架灯及展示柜灯等中使用的高亮度模块化灯条，一般每条(11.5×1英寸)4颗LED，根据颜色的不同，光效为23～47lm/W，电压为23～25V。
图2 不同LED DC-DC降压驱动器方案
根据频率及电流的不同，这类应用中可以使用安森美半导体提供不同的LED DC-DC降压驱动器方案，包括NCL30100控制器、CAT4201稳压器，以及能够配置为降压稳压器的NCP3065/NCV3065、NCP3066/NCV3066稳压器及控制器等(见图2)。这些方案各有其特点。
在LED DC/DC降压应用中，客户可以根据应用需要，选择控制器方案或是稳压器方案。例如，在MR16灯泡、12V景观照明、太阳能供电LED照明、线性照明及广告牌文字电路和标志背光等应用中，可以采用NCL30100控制器。这器件本身并未集成FET，但它支持使用高性价比的N沟道MOSFET作为外部元件，能够调节电流，并以100%的占空比工作。但这器件电源电压(VCC)能达18V，需要外部器件以支持较高电压，且需要用于确定数量的LED设计。
图3 NCL30100 LED降压控制器基本应用电路图
而在12V及24V照明系统、汽车及飞机照明和通用照明等应用中，可以采用CAT4201稳压器。这器件与NCL30100控制器不同，是集成了MOSFET的完整电源转换器，采用小型TSOT5封装，最高电压36Vdc(可承受40V瞬态电压)，能驱动总电压达32V的7颗串联LED，电源能效高达94%，提供限流及热保护。但这器件在大多数应用中要求输出电容，且LED输出电流限流为最大模压电感器350mA。
图4 CA电感器电路T4201 LED降压驱动器典型应用电路图
有些LED应用可能需要支持PWM调光。在这些应用中，可以采用NCP3065和NCP3066，以及相应通过汽车功率电感认证的版本NCV3065和NCV3066。NCP3065/6、NCV3065/6是灵活的开关稳压器，能够配置为降压、升压及降压-升压等不同结构。配置为LED降压驱动器时，能在不采用输出大电容的条件下工作，支持+40V/1.5A典型峰值开关电流，可以设定350mA、700mA及1 000mA等输出电流，还能配合调光需求。适合的应用包括汽车及船舶照明、大功率LED驱动器、恒流源、低压LED照明(景观、道路、太阳能及MR16替代)等。
2 升压驱动器方案
如上所述，NCP3065/6、NCV3065/6能够配置为不同结构，图5右显示的是即是配置为升压结构的应用电路图。
图5 NCP3065典型LED降压应用电路(左)及典型LED升压应用电路(右)
此外，在需要高能效驱动长串高亮度LED的应用中，可以采用安森美半导体将推出专门用于高能效升压模式的NCL30131 LED升压驱动器。这是一款能够采用N沟道FET的开关升压控制器，能够用于构建高能效的LED升压驱动器。这器件使用电压模式PWM反馈机制，带有运算跨导放大器(OTA)。这器件具有高驱动能力，能够驱动大电流/高能效MOSFET。输入电压范围极宽，介于4.5～28V之间。NCL30131提供300/600/1000kHz开关频率，提供可编程限流、短路保护、热关闭、过压保护及欠压锁定等丰富的保护功能。
图6 NCL30131高能效升压LED驱动器典型电路图
3升降压驱动器方案
典型LED降压-升压应用包括以12V交流或12V直流电源驱动包含3～4颗LED的模块。这种应用中就可以采用配置为降压-升压拓扑结构的NCP3065/6控制器，从而满足输入电压与输出电压有交迭的应用需求。
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