随着LED技术的发展，LED的应用已从传统的低功率便携式产品背光扩展到中高功率室内照明、户外照明和手电筒应用。根据驱动电源的不同，LED照明通常可分为AC-DC（AC-DC）LED照明、DC-DC（DC-DC）LED照明电源和电池供电的LED手电筒等不同类型。 LED灯及其功率也不同，如3WPAR16、32WPAR20、10W/15WPAR30、15W/22WPAR38、1WG13、3WGU10、1WMR11、3WMR16、3W/9W/15W嵌入式灯、1W-3W阅读灯等。

1. AC-DCLED照明解决方案

提供各种离线控制器和功率因数校正（PFC）控制器，并根据隔离和非隔离要求提供不同的LED应用解决方案。在交流线路电压和LED 之间没有物理电气连接的隔离应用中，常见拓扑包括反激式和双电感器加单电容器(LLC) 半桥谐振。不同的拓扑适用于不同的功率范围或满足特殊的设计要求。例如，反激式拓扑是小于100W 的中低功率应用的标准选择，而LLC 半桥拓扑是高功率和高能效的首选解决方案。

图1 不同功率范围下的隔离拓扑

在AC-DC LED照明应用中，小功率LED应用通常采用恒流（CC）驱动，恒压（CV）功能作为输出开路时的保护功能。高功率LED 应用可能需要在电路中添加功率因数校正(PFC)。 AC-DC转换电路和LED驱动电路可以采用一体式配置，即两者集成在一起并且都位于照明系统中。在灯具内，还可以使用分布式配置，如图2 所示，从而简化安全考虑并提高系统灵活性。

图2 大功率LED驱动器分布式配置结构

从应用的具体功率范围来看，AC-DC LED照明电源解决方案的主要应用包括：

1W-8W：G13/GU10/PAR16/PAR20照明

8W-25W：PAR30/PAR38照明

50W-300W：区域照明

1) 1W-8W AC-DC LED照明应用

此类应用需要90 至264Vac 的输入电压，能效为80%。它还提供短路保护和过压保护等保护功能，并提供350mA和700mA恒流。应用领域包括G13、GU10、PAR16、PAR20 和嵌入式灯。 （筒灯）等

安森美半导体的NCP1015 自供电单片开关稳压器可用于此类应用。该器件集成了固定频率(65/100/130kHz) 电流模式控制器和700V 高压MOSFET，提供构建坚固耐用的低成本电源所需的所有功能，例如软启动、频率抖动、短路-电路保护、跳周期、最大峰值电流设定点和动态自供电功能（无需辅助绕组）等。图3显示了NCP1015在隔离1W-8W范围AC-DC LED照明应用中的电路原理图。值得一提的是，NCP1015还可用于1W-8W范围内的非隔离（电路中无高频变压器）AC-DC LED照明应用。电路中可以使用抽头电感器来增加MOSFET 的占空比。并提高系统能效和电路性能。

图3 安森美半导体8 W LED驱动器应用电路电气图（输入电压为85至264 Vac）

2）8W-25W AC-DC LED照明应用

美国能源部(DOE) 的“能源之星”固态照明(SSL) 规范规定，任何功率级别都必须提供功率因数校正(PFC)。本标准适用于一系列特定产品，如嵌入式灯、橱柜灯和台灯。其中，住宅应用的LED驱动器的功率因数必须大于0.7，而商业应用的LED驱动器的功率因数必须大于0.9。不过，这个标准是自愿性标准，也就是说，你可以选择不遵守或遵守。

相应地，在8W-25WAC-DCLED照明应用中，我们考虑两种情况，一种是应用没有功率因数要求，即不需要PFC控制器，另一种是需要PFC控制器。在不需要PFC的应用中，我们假设输入电压规格为90132Vac或180264Vac（或通用输入），能效达到85%，提供短路保护和开路保护，输出电流为350mA、700mA和1A恒流，相应地可以使用安森美半导体的NCP1028或NCP1351。

其中，NCP1028是一款增强型单片开关稳压器，适合在通用主电源输入应用中提供数瓦至15W的输出功率。 NCP1028比NCP101x具有更低的导通电阻，提供800mA峰值电流，并具有NCP101x的许多特性。此外，它还提供过功率保护、内置斜率补偿和输入欠压保护。 NCP1351 是一款固定导通时间、可变关断时间脉宽调制(PWM) 控制器，适用于成本关键的低功耗离线反激式开关电源应用。该器件支持频率反转，还具有锁存输入、固有频率抖动、负电流感应和扩展的电源电压范围。图4 显示了90 至264Vac 输入条件下基于NCP1351 的8W-25W LED 照明解决方案。

图4 基于NCP1351的8W至25W AC-DC LED照明应用电路原理图。

在需要PFC的8W-25WAC-DC LED照明应用中，假设输入电压规格为90至264Vac，功率因数高于0.9，能效达到80%，提供短路和过功率保护，输出电流也有350mA、700mA和1A。选择。在此类应用中，可以使用安森美半导体的NCP1607或NCP1608PFC控制器。 NCP1607 是一款经济高效的临界导通模式(CrM) PFC 控制器。该器件与行业标准引脚完全兼容，从而简化了工程师的设计。可调过压保护(OVP) 和开环保护等功能也增强了设计灵活性和稳健性。图5显示了NCP1607/NCP1608在85至135Vac或185至264Vac输入条件下的LED照明应用解决方案。

图5 基于NCP1607/8 PFC控制器的8W-25W AC-DC LED照明应用示意图

3）功率高于50W的AC-DC LED照明应用

功率从50W到300W的AC-DC LED应用广泛应用于街道照明和大功率区域照明应用。可以采用不同的LED驱动方案，假设输入电压规格为90至264Vac，功率因数高于0.95，能效达到90%。此类应用可以采用以下不同的解决方案，适合不同的应用需求：

NCP1652：改进的单级PFC

NCP1607/8+NCP1377：临界导通模式PFC+准谐振电流模式PWM

NCP1607/8+NCP1396：临界导通模式PFC+半桥谐振LLC

NCP1901：最新两级型（PFC+更高效率半桥谐振LLC）

例如，在50W-150W AC-DCLED应用中，可以使用改进的单级PFC控制器，例如NCP1652，或者可以使用NCP1607/8PFC控制器和NCP1377准谐振(QR)模式PWM控制器的组合。其中，NCP1377结合了真正的电流模式调制器和退磁检测器，以确保在任何负载/线路条件下的完整CrM操作，并确保最低的泄漏电压开关（准谐振操作）。 NCP1652 通过可编程死区时间驱动信号，并支持有源钳位或同步整流，以提供优化的能效。该器件还具有输入欠压保护、过压保护和过流保护等保护功能，并支持频率抖动、跳周期和临界导通模式(CrM)/断续导通模式(DCM) 操作。基于NCP1652并使用85至135Vac或185至264Vac输入的50W-150WAC-DCLED解决方案的原理图如图6所示。

图6 基于NCP1652单级PFC控制器的50W-150W AC-DC LED解决方案。

如果功率在50W以上的AC-DC LED照明应用需要更节能的LED电源，通常需要高能效的LED照明拓扑，通常从反激拓扑切换到谐振半桥拓扑以充分利用零电压开关（ZVS）。 ）技术优势。 NCP1396和NCP1901都是安森美半导体开发的用于LED电源的高能效半桥谐振解决方案。图7显示了基于NCP1901的最新PFC+谐振半桥LED驱动器解决方案，输入电压为90至264Vac，功率为100W至300W。半桥部分以固定频率和固定占空比运行，以减少开关损耗。

图7 基于NCP1901的100W-300W AC-DC LED照明解决方案

2、DC-DCLED照明方案

在由DC-DC 电源供电的LED 照明应用中，常见的特定应用包括1W-3W MR11/MR16 降压LED 灯泡、1W-20W 升压LED 驱动器和20W-60W 高功率LED 驱动器。

其中，在1W-3WDC-DC LED照明应用中，可以使用安森美半导体的CAT4201降压LED驱动器。该器件兼容12V和24V系统，提供高达350mA的LED驱动电流，可驱动24V系统中的7个LED。串联的LED能源效率高达94%。该器件采用获得专利的开关控制架构，有助于降低系统成本、支持CrM 运行并提高能源效率。 CAT4201还提供全面的保护功能，例如限流、热保护和LED开路保护。该器件在1W-3WDC-DCLED应用中的电路图如图8所示。

图8 基于CAT4201 的1 W-3 W DC-DC LED 解决方案。

在功率范围为1W-20W 的DC-DC 升压LED 应用中，安森美半导体的NCP3065/6 或NCV3065/6（汽车应用版本）降压、升压、单端初级电感转换器(SEPIC) 和逆变器多模式LED 驱动器，并选择其中的升压电路模式。此外，安森美半导体的NCP1034同步降压PWM控制器可用于功率范围为20W-60W的DC-DC降压LED应用。

3、LED手电筒驱动方案

手电筒DC-DCLED照明解决方案包括两种类型：升压型和降压型。具有真正关断功能的NCP1421升压DC-DC转换器可用于1W-3W升压DC-DC LED手电筒应用，而NCP1529低压降压转换器可用于1W-3W降压LED手电筒应用。应用框图如图9所示。

图9 基于NCP1421和NCP1529的LED手电筒升压和降压方案