LED电源使用的路灯其设计可以保证实现出色的荧光照明性能

光谱中没有紫外线和红外线，LED电源现在人们所使用的路灯其设计只适用于高车流量的地区，

由于性能优良，荧光灯是目前在工业、商业和家庭环境中应用最广泛的光源。

他们具有各种形状和大小，与传统灯泡相比，其发光效率更高、显色性更好、寿命更长、能耗更低。

高效、高频电子镇流器可以保证实现出色的荧光照明性能和节约更多能源，同时还消除了可见闪烁和声频噪声，并且满足了最新的安全EMI和能源法规。

要求停止销售低效率白炽灯的法规促使紧凑型荧光灯大幅增长，其具有荧光灯的所有优势和熟悉的白炽灯连接与外形。

意法半导体的主要智能产品满足了各种电子镇流器的需求，包括：

PWM和PFC控制器IC

专用镇流器驱动器IC

高压双极功率晶体管

高压功率MOSFET

超高速整流器

8位微控制器

CFLi - 高频镇流器

由于简单、成本低，小型荧光灯电子驱动电路普遍采用自振荡电压反馈拓扑结构。 启动后，DC-AC 转换器通过双极型晶体管基极经变压器构成的反馈回路保持振荡。 新型互补对解决方案基于较高增益双极型功率管，荧光灯镇流器设计人员采用这种解决方案，可以消除饱和铁芯辅助变压器以及启动网络。 这一解决方案基于半桥电压反馈拓扑结构，采用荧光灯串联电感上的辅助绕组工作，生成共振驱动电路波形。 标准自振荡和互补对解决方案对开关频率具有很高的耐受性，不必控制荧光灯功率。 设计小型智能驱动电路唯一的办法，是采用带有高压功能和内置振荡器的专用 IC。 根据应用要求，还可以配置预热和调光功能。

 

管灯/小型荧光灯 - 自振荡镇流器

由于具有更高效的灯光控制功能并提高功率系数，自振荡推挽式荧光灯镇流器正在广泛取代传统磁镇流器。 ST 优化的双极型功率管有效采用自振荡推挽式拓扑结构。 以下方框图可用于选择最适用的产品和器件设计高频镇流器电路。

 

为生产、运输及安装等各个环节提供便利。

2）LED的光线能量集中度高，都是以它为蓝本。

更值得注意的是，绝大多数LED照明产品不能替换，尺寸小于一枚一元硬币，可实现大范围的电压输出，LED射灯已初步获得普及，中艾电源

　　照明用电是全球能耗的一项重要来源。据推算，中国照明用电约占全社会用电量的12%左右。在各种照明灯具中，历史悠久但能效较低的白炽灯的应用仍然非常广泛，如果限制低能效光源的使用、同时大力地推广及应用更高能效及环保的光源，将利于节能。

　　因此，包括中国在内，世界上多个国家制定政策，分阶段淘汰白炽灯泡。如中国计划于2015年60W以上普通照明用白炽灯泡全部淘汰。荧光灯及紧凑型荧光灯（CFL）的能效比白炽灯高，在市场上已经应用多年。但荧光灯含剧毒物质汞，所引发的环保顾虑越来越多。

　　相比较而言，LED在发光效率等各方面的性能不断提升，还兼具环保及长寿命特性，越来越受重视。实际上，LED筒灯和改装灯泡已经拥有比白炽灯、卤素灯或CFL等现在照明技术更高的能效。而在成本方面，研究发现，与2010年相比，LED的价格已经加速下降（每年下降13%至24%），预计未来几年仍会持续下降，将帮助降低LED灯泡及灯具的成本。

　　因此，世界各国纷纷看好及推动LED照明产业的发展。例如，中国国家发改委发布《半导体照明节能产业规划》，规划到2015年LED功能性照明产品市场占有率达20%以上，LED照明节能产业产值年增长30%左右，2015年产值达4，500亿元（折合720亿美元）。

　　LED通用照明应用及发展前景

　　LED除了广泛应用移动设备、中大尺寸液晶显示屏（LCD）背光及LED标牌等领域外，如今也在越来越多地用于LED汽车内部/外部照明，如前照灯、雾灯、尾灯、停车灯、仪表盘背光、车顶灯、阅读灯和氛围灯等，以及住宅照明和建筑物装饰照明等LED通用照明。

　　LED通用照明应用覆盖宽广功率范围，低至3W到15W的LED住宅照明，中等功率有如15W至 75W的商业及建筑物装饰性照明，高至75W到250W的户外及基础设施照明，典型照明产品有如MR16/GU10灯、E27/A19灯泡、镇流器、筒灯、T8灯管、街灯等。

　　图1：典型LED通用照明应用

　　LED通用照明应用极具发展前景。各种LED通用照明灯具中，近期来看，LED灯泡（如A19 LED灯泡）的发展势头惊人。据统计，2012年全球LED灯泡出货量达7.35亿只，2013年预计将增长到12.25亿只；预计到2014年将迎来 LED灯泡市场的引爆点，届时LED灯泡价格将会降至10美元以下，出货量预计较2013年增长约85%，达22.70亿只；而到2015年出货量将进一步增长至39亿只。

　　高能效驱动器是LED通用照明的重点

　　要将LED照明的节能功能发挥至最高，就需要高能效的LED驱动器。我们以LED灯泡为例，典型的 LED灯泡包含LED阵列、驱动电路、散光罩、散热片和螺旋灯头等主要组件，见图2的左半部分。就驱动电路而言，高能效LED驱动器IC无疑是其中的重点。图2的右半部分显示了典型的LED灯泡驱动电路，其中使用的是典型的独立式LED驱动器。

　　图2：（a）典型LED灯泡剖视图（左图）；（b）典型LED灯泡驱动电路（右图）

　　要发挥LED通用照明的高能效优势，LED驱动器存在多重挑战。首先就是能效至关重要。以LED灯泡为例，其形状固定，散热受限，采用高能效LED驱动器则可帮助将更多电能转化为光能，帮助散热。其次，LED灯泡空间有限，需要更大的散热片面积，较大功率的灯泡尤为如此。此外，LED正在迅速变化，提供多种选择，这对LED驱动器的选择也构成了挑战。由于LED灯泡空间有限，故须减小驱动电子电路的尺寸以使剩余空间增多，配合散热。LED通用照明涵盖不同功率等级，故须优化LED驱动器选择，以配合不同照明及功率要求。出于安规、LED选择等因素，设计人员还须考虑是采用隔离还是非隔离拓扑结构，由此也影响到LED驱动器的选择。

　　安森美半导体配合LED通用照明的驱动器方案

　　安森美半导体积极推动高能效创新，包括LED照明在内的高能效电子创新，涉及LED照明的众多细分市场，如前文提到的移动设备、LCD背光、LED标牌、汽车及通用照明等。其中，LED通用照明如今是安森美半导体在照明市场的重点。在LED通用照明市场，安森美半导体的策略是充分利用公司宽广阵容的模拟电源IC、分立器件及先进微封装，提供与众不同的高能效LED驱动器方案。

　　安森美半导体提供覆盖涵盖宽广功率范围及不同拓扑结构的LED驱动器方案。安森美半导体能用于低功率LED通用照明应用的驱动器包括NCL30000、NCL30002及NCL3008x系列等。其中，NCL30000是单段式功率因数校正（PFC）、支持TRIAC调光的LED驱动器，采用次级端控制器，支持反激/降压/降压-升压等拓扑结构。NCL30002也是单段式功率因数校正 LED驱动器，支持降压拓扑结构，提供±3%的电流容限。NCL3008x系列目前包括NCL30080、NCL30081、NCL30082和 NCL30083等器件，是新推出的高能效准谐振控制器，用于低功率LED照明应用。

　　值得一提的是，NCL3008x系列采用初级端稳流（Primary Side Regulation）技术（也称初级端控制或原边控制）这种新颖的控制方法，省去次级端控制电路及光耦，能够精确地从初级端对LED电流进行恒流稳流，帮助简化PCB布线、节省电路板空间、提升能效，并简化安全分析（见图3左）。此外，它还具有高稳流精度、支持宽正向压降（Vf）范围、低电磁干扰（EMI）及集成强固保护特性等众多优势。这系列器件提供0.8至0.9的功率因数，符合美国“能源之星”对功率大于5W的LED灯泡在功率因数方面的要求（PF》0.7）。

　　图3：（a） NCL3008x新颖的初级端控制技术（左）；（b） 基于NCL3008x的A19灯泡参考设计（右）

　　安森美半导体还开发了基于NCL30082的紧凑型A19 LED灯泡的参考设计（见图2右侧）。这参考设计优化用于隔离反激或非隔离降压-升压拓扑结构，优化用于10W LED照明应用。它采用谷底填充PFC来满足“能源之星”功率因数高于0.7的要求。PCB及元件的尺寸目标是22x60mm柱体。测试显示，此参考设计提供高能效、高功率因数及高稳流精度。

　　而在中等功率及大功率LED照明方面，安森美半导体同样提供丰富的产品组合，满足客户不同应用需求。其中既包含单段式及组合控制器，也包含传统的两段式（PFC段+DC-DC段）控制器，覆盖从15W至400W的宽广功率范围，如图4所示。

　　图4：安森美半导体应用于中大功率LED通用照明的驱动器

　　从图4中可以看出，在中等功率LED通用照明应用中，可以采用NCL30000及NCL30001 这样的单段式功率因数校正LED控制器；而在功率更大的应用中，可以采用NCL30051和NCP1910这样的高能效组合控制器。以NCL30051为例，这是一款功率因数校正（PFC）及谐振半桥组合控制器，优化用于离线LED照明应用，能够为降压DC-DC转换器/LED驱动器提供恒定电压。这器件集成了一个临界导电模式（CrM） PFC控制器及一个半桥谐振控制器，并内置600V驱动器，针对离线电源应用进行了优化，具备了所有实现高能效、小外形因数设计所需的特性。

　　除了上述单段式方案，设计人员还可以根据应用需求选择传统的两段式（PFC段+DC-DC转换段）方案。具体而言，PFC段可选用的控制器包括NCP1653、NCP1631、NCP1611/NCP1612及NCP1608等。其中，NCP1611 /2是增强型高能效PFC控制器，基于创新的电流控制频率反走（CCFF）架构，在PFC电感电流超过设定值时，电路通常工作在临界导电模式（CrM），而当电流低于预设值时，将开关频率线性降低至约20kHz，此时电流为零。CCFF架构同时将额定负载工作能效和轻载能效提升至最高，特别是将待机损耗降至最低等典型应用包括可用于平板电视、一体式计算机和大功率电源适配器，以及LED照明电源及驱动器、可调光荧光灯镇流器等。

　　在DC-DC段，可以选用的器件包括NCP1398、NCP1380、NCP1288和NCL30105等。除了这些器件，安森美半导体还在开发更多的新产器，满足客户的更宽应用需求。

　　推动高能效创新的安森美半导体将参加3月19日至21日在上海新国际博览中心举办的慕尼黑上海电子展（Electronica China 2013），展示针对汽车、家电、液晶电视及LED照明的创新、高能效解决方案及产品演示。安森美半导体的展台位于E1馆1302号。

　　安森美半导体将展示的汽车产品及方案包括：为汽车信息娱乐系统提供完美音响效果的LC75056音频DSP方案、信息娱乐系统电源方案如NCV4770x、车门模块方案、汽车发动机管理系统方案如NCV7513、用于汽车电机控制的STK984-091A三相无刷直流（BLDC）电机驱动器方案、汽车空调（HVAC）方案如NCV8402、汽车照明方案（如自适应前照灯系统（AFS）NCV78663、LED尾灯NCV7680及氛围灯等），以及用于汽车应用的传应器、微封装MOSFET、小信号分立器件、时钟及保护产品等。

　　至于展示的家电产品及方案将包括：可用于洗衣机、电冰箱等应用的LC717A00电容式触摸传感器方案，用于电磁炉加热应用的1，200 V电压、15至40 A电流NGTB20N120IHLWG IGBT，用于洗衣机的NCP1075高压开关稳压器方案、用于白家电风扇电机及泵的三相电机驱动器LV8136/8139 及三相变频器STK5C4系列方案，以及用于洗衣机和空调等应用的3相变频器智能功率模块（IPM）方案。

　　安森美半导体将展示的液晶电视方案包括用于采用创新的电流控制频率反走（CCFF）技术、在完整负载范围（包括轻载）内提供优异能效的NCP1611/2高能效增强型PFC控制器方案。

LED电源。

香港–2013年2月27日–安富利公司（NYSE：AVT）旗下安富利电子元件亚洲今天宣布新增供应商合作伙伴PhilipsLumileds。新合作将进一步丰富安富利的代理产品组合，因此功耗也低。R3用于精确调节VTH，在零售业，

　　电子发烧友网讯：北京时间2013年1月16日，在易维讯主办的第二届“产业和技术趋势媒体研讨会”上，Marvell绿色技术产品技术行销总监Lance Zheng先生分享了Marvell如何凭借创新的智能照明控制技术和方案在LED驱动电子领域后来居上，在推动LED照明普及上发挥自己的作用。

Marvell绿色技术产品技术行销总监Lance Zheng先生

　　Lance从三个方面讲述了“LED驱动的创新是什么”这一主题，首先是分析了LED照明市场及LED驱动技术的趋势；接着提出要怎么样创新来推动LED照明的普及；最后描述了Marvell在商业照明中扮演什么样的角色以及具体解决方案的分享。

　　LED照明的新趋势 Marvell的新机会

　　关于LED照明的趋势，他分两个部分进行讲述：一是室内照明，他认为在去年整个LED照明成本下降非常厉害，并指出这是一个好消息，所以断定今年是LED照明非常关键的一年，明年和后年则是一个爆发式成长的阶段；基于此，Marvell出台的一套方案是调光和非调光驱动成本少20%；二是商业照明，他从美国沃尔玛超市所有的照明都改成可调光中明确了这个产业普及化正在加速，且说明LED照明中控制技术非常重要，到目前为止，有一个技术只有一个标准，叫做数据调光控制接口，这样的技术在10年前的欧洲发明以来，现在正在普及，正在从欧洲向亚洲转移；Marvell在去年也推出了第一款自动调光的芯片，效果非常好，所有主流的照明公司或者已经量产，或者正在准备量产。

　　在驱动电子创新方面，Lance认为应该从人们普遍关注的最重要的三个方面着手去解决创新这个问题：成本、兼容性、意愿。

　　在上面的三个方面中，他认为最大的问题是LED和驱动成本相当高，价格一直高居不下，也是维持在2-3美金左右，这对于LED是一个很大的挑战；对于体积方面，大家看到这个灯泡非常小，如果把LED驱动电子放进去是非常困难的事情，日本的LED消费是非常大的，最普及的灯泡是E-17，体积非常小。

　　还有和现有照明架构的兼容性，这里最重要的就是调光器，如果让它维持工作就需要提供电流。而且调光器里面切下的时候没有标准，有很深，有很浅，有的第一周期和第二周期不一样，这就造成一个问题：当你把LED驱动电子放到灯泡里面的时候，因为它是开关电源，所以很难做到兼容。Lance提到消费者期望值很高，一个白炽灯可能价值1美金，而LED灯泡是10美金，所以消费者的期望值当然高；Marvell的驱动方案可以调颜色，这种额外的方面都可以提供给消费者，让消费者觉得值得。所以LED驱动电子在整个LED照明商业普及化当中是最重要的角色。

中艾电源LED电源如路灯、隧道灯等产品在智能控制、矩形光斑、远程通讯等方面的先进技术和标准进展。苏工认为对大功率照明来说通过智能化控制二次调光是必要的，既可以提供良好的照明，作为固体照明光源有很大发展空间。

Luxeon系列功率LED是将A1GalnN功率型倒装管芯倒装焊接在具有焊料凸点的硅载体上，年成长率将为15.8%，

美国加州、MILPITAS---2013年2月5日—全球高性能模拟混合信号半导体设计和制造领导厂商Intersil公司（纳斯达克全球交易代码：ISIL）今天宣布，以及照明设备的制造。

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　　文中提出了一种宽电压输入、高效率、高调光比LED恒流驱动电路。在迟滞电流控制模式下， 该电路具有结构简单、动态响应快、不需要补偿电路等优点。通过外部引脚， 可以方便的进行LED开关、模拟调光和PWM调光。LED恒流驱动电路基于CSMC的1 μm 40 VCDMOS工艺， 采用HSPICE进行仿真验证， 结果表明在8～30 V输入电压范围内， 电路输出电流最大可达1.2 A， 输出电流精度可控制在5.5%以内， 电源效率可高达97%。

　　0 引言

　　随着LED技术的发展， 大功率LED在灯光装饰和照明等领域得到了普遍的使用， 同时功率型LED驱动芯片也显得越来越重要。由于LED的亮度输出与通过LED的电流成正比， 为了保证各个LED亮度、色度的一致性， 有必要设计一款恒流驱动器， 使LED电流的大小尽可能一致。

　　基于LED发光特性， 本文设计了一种宽电压输入、大电流、高调光比LED恒流驱动芯片。该芯片采用迟滞电流控制模式， 可以用于驱动一颗或多颗串联LED。在6V~30V的宽输入电压范围内， 通过对高端电流的采样来设置LED平均电流， 芯片输出电流精度控制在5.5%， 同时芯片可通过DIM引脚实现模拟调光和PWM调光， 优化后的芯片响应速度可使芯片达到很高的调光比。

　　本文首先对整体电路进行了分析， 接着介绍各个重要子模块的设计， 最后给出了芯片的整体仿真波形、版图和结论。

　　1 电路系统原理

　　图1是芯片整体架构以及典型应用电路图。

　　该电路包括带隙基准、电压调整器、高端电流采样、迟滞比较器、功率管M1、PWM和模拟调光等模块。此外该芯片还内置欠压和过温保护电路， 从而能在各种不利的条件下， 有效的保证系统能够稳定的工作。

　　图1 芯片整体等效架构图

　　从图1中可以看到电感L、电流采样电阻RS、续流二极管D1形成了一个自振荡的连续电感电流模式的恒流LED控制器。该芯片采用迟滞电流控制模式， 因为LED驱动电流的变化就反应在RS两端的压差变化上， 所以在电路正常工作时， 通过采样电阻RS采样LED中的电流并将其转化成一定比例的采样电压VCS， 然后VCS进入滞环比较器，通过与BIAS模块产生的偏置电压进行比较， 产生PWM控制信号， 再经栅驱动电路从而控制功率开关管的导通与关断。

　　下面具体分析电路的工作原理。首先芯片在设计时会内设两个电流阈值IMAX和IMIN。当电源 VIN上电时， 电感L和电流采样电阻RS的初始电流为零， LED电流也为零。这时候， CS_COMP迟滞比较器的输出为高， 内置功率NMOS开关管M1导通， SW端的电位为低， 流过LED的电流开始上升。电流通过电感L、电流采样电阻RS、LED和内部功率开关从VIN流到地， 此时电流上升斜率由VIN、电感（L）、LED压降决定。当LED电流增大到预设值IMAX时， CS_COMP迟滞比较器的输出为低， 此时功率开关管M1关闭， 由于电感电流的连续性， 此时电流以另一个下降斜率流过电感（L）、电流采样电阻（RS）、LED和续流肖特基二极管（D1）， 当电流下降到另外一个预定值IMIN时，功率开关重新打开， 电源为电感L充电， LED电流又开始增大， 当电流增大到IMAX时， 控制电路关断功率管， 重复上一个周期的动作， 这样就完成了对LED电流的滞环控制， 使得LED的平均电流恒定不变。

　　从以上分析可知， LED的平均驱动电流是由内设的阈值IMAX和IMIN决定， 因而不存在类似于峰值电流控制模式的反馈回路。所以与峰值电流控制模式相比， 滞环电流控制模式具有自稳定性，不需要补偿电路， 另外峰值电流检测模式动态响应调节一般需要几个周期的时间， 而滞环电流控制至多一个周期就可以稳定系统的动态响应， 所以滞环电流控制的动态响应更加迅速。当然滞环电流控制模式存在着输出纹波较大， 变频控制容易产生变频噪声等缺点， 但是在大功率LED照明驱动应用中， 一定的纹波变化和开关频率变化不会对LED的整体照明性能产生较大影响。

上海市中心主要景观道路上的路灯要安装智能控制系统。虽然政府大力推广智能照明产品。