中心議題：

• LED街燈及區域照明驅動電源的選擇
• 增強LED串可靠性的保護方案

解決方案：

• 基於NCL30001的電流可調節方案

高壓鈉燈(HPS)等高強度氣體放電燈(HID)具有光強度高、壽命長等特點
，廣泛應用於諸如街道照明、停車場及公園等公共場合的區域照明應用。另一方麵，高亮度白光發光二極管(LED)在性能和成本等方麵持續改進
，非常適合區域照明應用
，並且提供一些HID所不具備的優勢，如方向性更好、色彩質量更佳、環保，並且其開啟和關閉能夠更方便地控製，便於自動檢測環境光從而改變亮度；此外，LED的可靠性也更佳，利於降低維護成本及總體擁有成本。

當然，要在街道和區域照明應用中采用LED來替代HID並產生同等的光輸出，就要求采用大陣列的LED。要驅動這些大陣列的LED
，設計人員可以選擇不同的方案。另外，不同LED串的亮度需要保持一致，如果某個LED發生開路故障
，可能造成整串LED關閉的後果，故需要顧及為LED串提供保護的方案。此外

，要構建聯網的智能化LED街燈控製係統
，也需要采用適合的通信及線路驅動方案。下文將探討這些問題及相應的安森美半導體解決方案。

LED街燈及區域照明驅動電源選擇區域照明應用的功率一般高於40W。根據應用條件或要求的不同，可以采用不同的電源方案來驅動LED陣列。安森美半導體身為應用於綠色電子產品的首要高性能
、高能效矽方案供應商，提供用於LED街燈及區域照明的不同電源方案，滿足客戶不同需求。

1)基於NCL30001的電流可調節恒流功率因數校正區域照明LED電dian源yuan有you些xie區qu域yu照zhao明ming應ying用yong場chang合he要yao求qiu提ti供gong帶dai輸shu入ru功gong率lv因yin數shu校xiao正zheng的de隔ge離li型xing穩wen壓ya輸shu出chu電dian壓ya。這zhe些xie應ying用yong通tong常chang采cai用yong兩liang段duan式shi的de電dian源yuan轉zhuan換huan架jia構gou，其qi中zhong的de升sheng壓ya功gong率lv因yin數shu校xiao正zheng(PFC)將交流輸入線路電壓轉換及預穩壓為直流400V電壓，然後提供電壓給可以是任何適當拓撲結構的常規直流-直流(DC-DC)轉換器(功率不超過150W的應用中通常是反激轉換器)。

我們能夠采用一種更簡單的方法來改進這種傳統的兩段式轉換架構，使其成為一種集成功率因數校正和主轉換器(即DC-DC轉換器)的單段式架構。這種單段式架構提供具備顯著的應用優勢，因為無需使用大尺寸的升壓電感、高壓MOSFET
、功gong率lv整zheng流liu器qi和he大da電dian容rong。當dang然ran，這zhe種zhong單dan段duan式shi架jia構gou會hui帶dai來lai某mou些xie方fang麵mian的de一yi些xie性xing能neng折zhe衷zhong，但dan卻que是shi一yi種zhong高gao能neng效xiao及ji高gao性xing價jia比bi的de方fang案an，適shi合he於yu負fu載zai相xiang對dui恒heng定ding的de應ying用yong，如ruLED區域照明。

NCL30001就是一種單段式控製器，集成了功率因數校正和隔離型降壓DC-DC轉換電路
，幫助減少元件數量、降低係統成本，支持更高的LED電源總體能效。NCL30001提供穩流恒流來直接驅動LED，省下了LED光條中集成的線性或DC-DC轉換(參見圖1)。安森美半導體的設計筆記AND8427中描述了一種基於NCL30001單段連續電流模式(CCM)PFC控製器和NCS1002次級端恒壓恒流(CVCC)控製器的LED電源
，適合街燈等區域照明應用。

圖1：基於NCL30001的LED驅動電源方案適合40到125W區域照明應用。

測試表明，在90至264Vac輸入電壓條件下，基於NCL30001的LED電源提供高於85%的高能效，功率因數也高於0.9，並bing提ti供gong短duan路lu和he過guo壓ya保bao護hu。設she計ji人ren員yuan略lve微wei調tiao整zheng次ci級ji端duan控kong製zhi電dian路lu中zhong的de電dian阻zu，就jiu可ke以yi調tiao節jie穩wen流liu電dian流liu及ji穩wen壓ya電dian壓ya，從cong而er支zhi持chi終zhong端duan產chan品pin的de具ju體ti應ying用yong要yao求qiu。另ling值zhi一yi提ti的de是shi
，雖sui然ran這zhe種zhong電dian源yuan是shi設she計ji旨zhi在zai提ti供gong緊jin密mi穩wen流liu的de固gu定ding電dian流liu

，但dan也ye可ke以yi工gong作zuo在zai恒heng定ding電dian壓ya模mo式shi，因yin為wei其qi電dian流liu和he電dian壓ya根gen據juNCS1002中集成的緊密穩壓的2.5V參考電壓來穩流和穩壓。

2)基於NCP1607和NCP1397的超高能效大功率LED街燈電源方案近年來，業界對超高能效的LED照明拓撲結構興趣日濃，期望在功率電平相對較低(<50W)時提供高於90%的能效
，這個能效目標甚至比“能源之星”2.0版外部電源能效要求(功率不超過49W時能效高於87%)更高。要達到這樣高的能效，需要采用新的拓撲結構
，如從反激拓撲結構轉向諧振半橋拓撲結構，從而充分發揮零電壓開關(ZVS)的優勢。有利的是
，安森美半導體早已著手開發能用於LED驅動電源的高能效半橋解決方案
，如NCP1396及其升級版NCP1397高性能諧振模式控製器。NCP1397內置高端和低端驅動器，支持可調節及精確的最低頻率，提供極高能效，並具備多種故障保護特性。基於NCP1607PFC控製器和NCP1397雙電感加單電容(LLC)半橋諧振控製器的LED電源方案(見圖2)非常適合功率在50到300W範圍的高能效LED街道照明應用。[page]

圖2：基於NCP1607和NCP1397的街道照明高能效LED電源方案。

除了這些方案，設計人員還可以根據設計需求選擇安森美半導體的其它LED電源方案，如NCP1607 PFC控製器+NCP1377準諧振控製器，或NCP1607+NCP1392/3等。

增強LED串可靠性的保護方案如前所述，區域照明應用中通常會采用多串LED。雖然LED本身的可靠性很高，但如果LED串中的某個LED發生開路故障
，那麼整串LED就可能關閉，而街道照明等應用中就要避免這種狀況，從而降低後期維護成本。有鑒於此，安森美半導體推出了NUD4700 LED電流旁路保護器(見圖3)。這器件是一款分流器件，萬一LED串中某個LED開路，則會提供電流旁路，確保在某個LED故障的條件下整串LED不會關閉
；而且恰當處理散熱的話
，還可支持大於1 A的大電流。

構建聯網的LED街燈智能控製係統對於LED街道照明而言，可以在集中控製中心與街燈之間應用雙向通信，構建完全聯網的智能街道照明係統。這樣
，政府機構、電力公司或商業團體能夠遠程調節LED街燈的光輸出
，並因此降低街道照明網絡的總能耗，並降低費用支出。另外，也可以在係統中集成環境光傳感器

，根據環境光的亮度來自動調節LED的光輸出
，從而幫助節能。

有利的是，設計人員采用安森美半導體的AMIS-49587電力線載波(PLC)調製解調器、PLC線路驅動器NCS5650和諸如NOA1302這樣的環境光傳感器，基於電力線輕易地構建聯網型LED街燈智能控製係統(參見圖4)。其中，安森美半導體的環境光傳感器包含的輸出類型

，如NOA1302和NOA1305提供的是數字輸出

，而NOA1211為模擬輸出。這些光傳感器的工作電流極低，在100流明光輸出條件下分別僅為58 μA、550 μA和115 μA，因而對係統能效的影響極小。

圖4：基於AMIS-49587等器件的聯網型LED街燈智能控製係統。

安森美半導體身為應用於綠色電子產品的首要高性能、高能效矽方案供應商，為LED區域照明應用提供完全的解決方案
，如基於NCL30001的電流可調節恒流功率因數校正方案和基於NCP1607及NCP1397的超高能效大功率方案等驅動電源方案，基於NUD4700的LED串保護方案

，基於AMIS-49587
、NCS5650和NOA1302的聯網型LED街燈控製方案，以及相關的MOSFET、整流器、濾波器和熱保護產品等，為用戶提供豐富的選擇，幫助他們縮短設計周期，加快產品上市進程。