近年來，高亮度發光二極管(HB-LED)市場快速發展，LED效能(efficacy，單位為流明/瓦或lm/W)增加了一倍以上，使用更加適用于眾多新應用，如我們在手持電筒、建筑照明及街道照明等應用中可以發現諸多革命性的新產品。但LED要成為比白熾燈和緊湊型熒樂燈性價比更高的照明系統，仍然面臨著挑戰。實際上，就許多應用而言，都涉及到基于寬輸入電壓范圍的電源來為HB-LED供電的挑戰。其中，軌道照明等通用照明應用尤為如此，這些應用采用可能很松散穩壓的12 Vac或12 Vdc電源。然而，LED需要以電流源而非電壓源驅動，因為根據工藝容限及溫度的不同，HB-LED的正向電壓(額定值3.4 V)變化幅度可能超過±20%。 此外，就當前的1 W暖白光功率LED的流明量而言，通常需要3到4顆LED來替代1個20 W白熾燈的光輸出。而要獲得可預期及匹配的亮度和色度，也需要以恒定電流驅動LED。從架構角度來說，降壓-升壓拓撲結構符合這個要求，但它不如標準降壓或升壓拓撲結構那樣常見。但理解透徹的話，降壓-升壓拓撲結構也可以為輸入電壓(Vin)與正向電壓(Vf)有交疊的高性價比HB-LED照明應用提供眾多優勢。 參考設計概覽 本參考設計文檔介紹經過精心構建及測試的GreenPoint® 1 W至5 W LED驅動器方案，用于MR16 LED替代應用。這參考設計電路適合驅動多種照明應用中的HB-LED，但其尺寸和配置針對MR16 LED替代應用。這類配置常見于12 Vac/12 Vdc軌道照明應用、汽車應用、低壓交流景觀照明應用，以及工作照明應用，如可能采用標準現成交流電壓墻式適配器供電的櫥柜燈及臺燈。 這參考設計的一項關鍵考慮因素，是在12 Vac輸入條件下，跨輸入線路變化及輸出電壓變化，實現平坦的電流穩流。這參考設計電路基于安森美半導體的NCP3065構建，工作頻率約為150 kHz，采用非隔離型配置。NCP3065是一款單片開關穩壓器，支持12 Vdc或12 Vac電源輸入，設計用于為HB-LED提供恒定電流。除了NCP3065，這參考設計還結合了自動檢測電路。 降壓-升壓轉換器的原理非常簡單。導通狀態時，輸入電壓源直接連接至電感(L)，從而在電感中積聚能量。在這個階段，電容C為輸出負載提供能量。關閉狀態時，電感通過輸出二極管連接至輸出負載及電容，從而傳輸能量給負載。 要注意的是這是一種反向(inverting)輸出，負輸出連接至LED的陽極，而正輸出連接至LED的陰極。另外，用示波器探頭來測量時，探頭的接地端并不接地。示波濾器將需要浮置(從交流墻式電源移除接地連接)，否則，接地環路/短路將導致器件關閉。 突發模式控制 基本控制環路包含235 mV內部參考、反饋比較器及2個設定優先(Set-Dominant) RS閂鎖。基本上，NCP3065支持功率FET在降壓-升壓段導通(switch ON)，這時反饋電壓降到低于參考電壓。而在Ct下降時，功率FET將無條件地強制關閉。 電阻R8(參見圖5)用于感測輸入電感電流，并提供給NCP3065的FB引腳。這應用產生關閉時間瞬時(Ivalley)電感電流控制。只有在關閉時間電感電流穿過Vref閾值時，開關導通時間周期才能開始。 由于NCP3065控制器并不提供集成的脈寬調制(PWM)控制，僅利用一個比較器來跟蹤(trip)反饋點，因此，峰值負載電流與平均負載電流并不象降壓轉換器那樣直接成正比，而是符合下列公式： 其中，Ivalley是最低電感電流點。將平均電流(Iave)與輸入電壓(Vin)之比繪成波特圖即可得到動態曲線(見圖2a)，可能會導致LED光輸出大幅變化...... （詳細文章請看《國際光電與顯示》）
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