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安森美半導(dǎo)體低壓便攜及中等電壓LED通用照明方案

字體變大  字體變小 發(fā)布日期:2014-03-20  來源:中國LED網(wǎng)  瀏覽次數(shù):924
核心提示:發(fā)光二極管(LED)光輸出持續(xù)提升,彩色及白光高亮度LED應(yīng)用已擴展至全新的市場領(lǐng)域。LED已開始替代白熾燈、熒光燈,用于汽車、涵蓋智能手機到液晶電視的消費電子、建筑物照明及通用照明等應(yīng)用。未來,LED將繼續(xù)以其可編程能力和靈活性及創(chuàng)新的固態(tài)照明(SSL)方案改變照明市場。

   發(fā)光二極管(LED)光輸出持續(xù)提升,彩色及白光高亮度LED應(yīng)用已擴展至全新的市場領(lǐng)域。LED已開始替代白熾燈、熒光燈,用于汽車、涵蓋智能手機到液晶電視的消費電子、建筑物照明及通用照明等應(yīng)用。未來,LED將繼續(xù)以其可編程能力和靈活性及創(chuàng)新的固態(tài)照明(SSL)方案改變照明市場。

  LED是低壓器件,根據(jù)色彩及電流不同,LED正向電壓可介于2V至4.5V之間,并以恒定電流驅(qū)動,以確保所要求光強度和色彩。這要求電源轉(zhuǎn)換及控制方案連接不同電源,甚至是電池。安森美半導(dǎo)體分別為低壓便攜式和中壓LED通用照明提供優(yōu)化的驅(qū)動器方案,以滿足不同應(yīng)用的照明需求。

  低壓便攜LED驅(qū)動器拓撲及安森美半導(dǎo)體解決方案

  小型彩色LCD面板、鍵盤及指示燈背光廣泛采用白光LED及RGB三色LED。智能手機及數(shù)碼相機則采用高亮度LED作閃光光源。這些應(yīng)用要求能將電池使用時間延至最長并將PCB面積和高度減至最小。安森美半導(dǎo)體提供使用線性、電感及電荷泵拓撲的各種方案。電感型方案總能效最佳;電荷泵方案使用低高度陶瓷電容,空間及高度最;線性方案很適合彩色指示燈及簡單背光應(yīng)用。

  1)電感升壓及降壓拓撲方案

  針對驅(qū)動低電壓便攜式設(shè)備背光和電筒/閃光應(yīng)用的白光LED,安森美半導(dǎo)體提供采用PWM調(diào)光的不同產(chǎn)品。升壓產(chǎn)品的輸出電流從20 mA到800 mA,包括CAT37、CAT32、CAT4238、CAT4237、CAT4238、LV52204、LV52206、CAT4137、NCP5005、CAT4139、CAT4240和、NCP1422。電感降壓產(chǎn)品NCP1529的輸出電流為1 A。

    例如,LV52204是應(yīng)用于智能手機的單通道高壓及高能效LED背光升壓驅(qū)動器IC,輸入電壓為2.7 V至5.5 V,提供40 V輸出電壓并控制10顆LED。其引腳與市場上流行產(chǎn)品兼容,可輕易替代。

  2)電荷泵拓撲方案

  安森美半導(dǎo)體擁有專利的四模(Quad-Mode®)自適應(yīng)分數(shù)型電荷泵方案,可提供電感型LED驅(qū)動器的高能效水平,去掉了高厚度電感及有害的電磁干擾(EMI)。四模架構(gòu)增加了第4種工作模式(1.33倍),無需額外電容,能效提高10%,封裝尺寸減小65%。

針對LCD背光、LED閃光/電筒和指示器,安森美半導(dǎo)體提供總輸出電流10至192 mA的多種電荷泵/白光和RGB LED驅(qū)動器產(chǎn)品,包括NCP1840、CAT3606、CAT3616、CAT3626、CAT3636、AT3637、CAT3649、CAT3604A、CAT3604V、CAT3614、CAT3644、NCP5623B/C、CAT3643、CAT3647、CAT3612、CAT3224(4閃光燈,400 mA電筒)、NCP5612、CAT3661、NCP5603(200 mA DC,350 mA脈沖)、CAT3200、CAT3200H。

3)線性拓撲方案

  針對手機等便攜設(shè)備的LCD背光應(yīng)用,安森美半導(dǎo)體提供多款簡單線性白光LED驅(qū)動器。它采用單線式EZDim接口調(diào)光,有32級調(diào)光控制;25 mA固定電流(B版本)或可調(diào)節(jié)電流(A版本)。這些單模LED驅(qū)動器可作為系統(tǒng)級的一部分,用于設(shè)計整合低電壓LED和簡單LED驅(qū)動器的背光電路。
   4) 其它專用驅(qū)動器

  安森美半導(dǎo)體提供針對相機閃光及手電筒等應(yīng)用的專用LED驅(qū)動器,如CAT3224和CAT3612 (電荷泵拓撲結(jié)構(gòu))、CAT4134 (電感升壓拓撲結(jié)構(gòu)),可以提供150 mA至4A的不同閃光電流和亮度,可滿足拍照手機、智能手機及氙燈替代的LED光輸出不斷提升的需求。

  安森美半導(dǎo)體還為RGB LED提供各種驅(qū)動方案,如有獨立RGB開/關(guān)的多通道多功能LED驅(qū)動器(LV5207LP和LV5216CS),用于7至16個LED通道的閃光燈/電筒筒、RGB照明、主液晶屏背光、輔助液晶屏背光等應(yīng)用;以及RGB照明驅(qū)動器(LV5217LP和LV5223GR),用于支持彩色照明設(shè)計,實現(xiàn)便攜式設(shè)備豐富的照明色彩。

  中等電壓LED驅(qū)動器拓撲及安森美半導(dǎo)體解決方案

  中等電壓通用照明(景觀照明、低壓軌道燈、太陽能供電照明、汽車、應(yīng)急車輛、航海應(yīng)用、12 Vac/Vdc MR16燈、飛機內(nèi)部照明、標牌背光、廣告牌文字電路和標牌)大多采用離線AC-DC電源、電池或帶低壓交流輸出的電子變壓器供電。根據(jù)LED電流及工作條件,需要線性或開關(guān)穩(wěn)壓器型LED驅(qū)動器方案。為此,安森美半導(dǎo)體提供滿足不同應(yīng)用需求拓撲的LED驅(qū)動方案。

  1) 線性LED驅(qū)動器方案

  線性方案簡單,易于設(shè)計,允許用高穩(wěn)流精度驅(qū)動LED,而不必考慮LED正向電壓或輸入電源的變化,成為許多照明應(yīng)用的首選。線性LED驅(qū)動器必須匹配應(yīng)用的功耗要求。安森美半導(dǎo)體提供多種恒流線性LED驅(qū)動器,其電流電平涵蓋10 mA至1 A范圍。

  NSI45系列是雙端或三端線性恒流穩(wěn)流器(CCR),基于安森美半導(dǎo)體的自偏置晶體管技術(shù),非常適合驅(qū)動建筑物、汽車及工業(yè)標牌LED照明等應(yīng)用不同輸入電壓的LED應(yīng)用。NSI45系列可在寬輸入電壓范圍工作,還可以在極端電壓和工作溫度下防止LED熱失控影響。由于包括低啟動電壓,無論正向電壓(Vf)如何變化都可實現(xiàn)精密穩(wěn)流,同時具有保護LED的負溫度系數(shù)特性。

  依照通道輸出電流,安森美半導(dǎo)體的線性LED可劃分為10至50 mA(NSI50010Y、NSI45015W、NSI45020JZ、NCV7680、NSIC2030B、NSIC2020B、NSI45030Z、NSI45030AZ、NSI45030A、NSI45030、NSI45025Z、NSI45025AZ。NSI45025A、NSI45025、NSI45020A、NSI45020、NSIC2050B);60至350 mA(CAT4104、NSI50350AS、NSI50350AD、NUD4011、NSI45035JZ、NSI50150AD、NSI45090JD、NSI45060JD);以及500 mA(NUD4001)和1000 mA(CAT4101)。其中一些器件輸出電流跨度很大,更加方便選擇。

  2) 開關(guān)驅(qū)動器方案

  用于中等電壓通用照明的開關(guān)驅(qū)動器有多種拓撲,如降壓、升壓;降壓/升壓的NCP3065和NCP3066(可以配置為控制器)、NCP3163、MC33163、NCP1294;降壓的CAT4201、NCP1034、NCL30100、NCL30105、NCL30160、NCL30161;此外還有升壓或SEPIC的CS5171/3。

中等電壓LED通用照明應(yīng)用示例

  1) LED MR16燈泡方案

  針對空間及高能效要求的低功率應(yīng)用,安森美半導(dǎo)體提供一款能效高達95%,又具有自然LED開路保護的固定關(guān)閉時間降壓LED驅(qū)動器控制器NCL30100。該器件采用準固定關(guān)閉時間、峰值電流遲滯控制方法,不要求補償元件;其低邊N-FET開關(guān)拓撲適合連續(xù)導(dǎo)電模式工作,無須輸出電容;其工作頻率小于500 kHz,±5%典型穩(wěn)流容限,VCC工作電壓范圍為6.35至18 V。

  對于3至4個LED模塊的12 V AC-DC設(shè)計,可以使用安森美半導(dǎo)體針對NCP3065的評估板NCP3065BBGEVB,用來驅(qū)動12 Vac/Vdc應(yīng)用中的夏普ZENIGATA™、CREEXLamp™MC-E及其他LED模塊。其特點是小尺寸、寬輸入和輸出工作電壓,輸出電流經(jīng)過穩(wěn)流,還具有LED開路保護、輸出短路保護能力。該解決方案適用于MR16燈泡、景觀照明、交通照明。

  2) 太陽能供電LED路牌方案

   大功率LED可采用安森美半導(dǎo)體的恒流降壓LED驅(qū)動器NCL30160,實現(xiàn)高達98%的能效。它采用30 mΩ集成MOSFET,100%占空比可提供高能效;輸入電壓范圍為6.3 V至40 V,開關(guān)頻率可達1.4 MHz;還具有專用PWM調(diào)光引腳/低功率關(guān)閉、無須控制環(huán)路補償和1.5 A平均電流能力。

  3) 3顆及4顆LED模塊的12 V AC-DC方案

  在低壓12 Vac/Vdc應(yīng)用中,LED模塊的正向電壓與輸入電壓范圍交疊,因此要使用單開關(guān)降壓-升壓配置。安森美半導(dǎo)體針對驅(qū)動多裸片LED模塊提供12 V AC-DC方案。其特點是小尺寸、寬輸入及輸出工作電壓范圍、穩(wěn)流輸出電流;具有LED開路保護和輸出短路保護功能。其應(yīng)用包括MR16燈泡、景觀照明和交通燈。

  總結(jié)

  為滿足綠色電子產(chǎn)品的高性能、高能效需求,安森美半導(dǎo)體利用其在低電壓和高壓技術(shù)及在電源管理方案方面的專長,提供全面的LED驅(qū)動或控制解決方案。這些方案在集成更多功能的同時,采用越來越小的封裝,實現(xiàn)越來越低的功耗,使客戶能夠開發(fā)高能效的低壓便攜及中等電壓LED通用照明方案,并加快產(chǎn)品上市。

 
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