LED技術推動了照明領域的一場革命,。結合小型,、低功耗、高可靠性和低成本,，使得照明可以在不可能用白熾燈或熒光燈技術的地方實施,。因此,，LED照明在辦公室,、家庭甚至在我們的車上激增,。

　　目前固態(tài)照明方案的主要缺點不是LED本身，而是提供照明能量的電源,。這些開關電源(SMPS)的預期壽命比LED短得多,，這主要是因為它們所含的磁性元件和電解電容器的使用壽命。此外,，含有風扇等有源冷卻設備的開關電源尤其易受早期故障的影響,。另一個缺點是SMPS通常體積龐大,，是電磁干擾(EMI)的主要來源,。考慮到它們的尺寸和通常有限的照明安裝空間，它們不太可能與LED安裝在相同的PCB上,，因此需要互連和引線,，這是另一個潛在的故障來源。

　　然而,，電力技術和拓撲的最新進展包括交流直接驅動(DACD)電源方案的出現(xiàn),。這種新的方法完全無需傳統(tǒng)的SMPS，在成本,、體積,、使用壽命和可靠性方面提供多種優(yōu)勢-然而，并不是所有的DACD方案都是相同的,。

　　DACD拓撲

　　所有DACD方案的共同之處是輸入整流橋,，使用經(jīng)典的4個二極管配置，將50/60 Hz輸入交流波形校正為100/120 Hz半正弦波,。峰值幅值從110 V交流輸入的155 V左右變化到230 V交流輸入的325 V,，但原理保持不變。

　　用于LED驅動的DACD拓撲通常分為兩種配置,，每一種都各有優(yōu)缺點,。

　圖1：典型的DACD拓撲及其主要的特點

　　這兩種方法都支持采用單板方案，而不是SMPS方案所需的雙板方案,。分流型DACD采用單片集成電路,，降低了物料單(BoM)成本。它還具有易于擴展的優(yōu)點,，但散熱性能相對較差,。

　　相比之下，旁路類型傾向于使用多個集成電路,，因而導致更高的BOM成本,。而這種方法更適合于需要許多LED串的應用。與分流法相比,，雖然擴展性有限,，但電氣性能更好，總諧波失真(THD)通常小于10%,，而分流法為30%左右,。

　　雖然與傳統(tǒng)的開關電源法相比，這些DACD法是個顯著進步,，但它們并不是驅動基于LED的現(xiàn)代應用的完全理想的方案,。目前市場上有許多基于IC的DACD方案，但這些方案在穩(wěn)壓,、散熱性能,、耐浪涌性能,、調光能力和成本方面都可改進。

圖2：基本工作波形和電路圖

　　圖2顯示了DACD方案的基本工作模式,。當交流線路電壓通過半正弦時,，IC內的開關指示電流(ILEDn)照亮每個LED。但這種線性開關法有一個主要的缺點,，即高THD,。

　　最新的好方法

　　最新的DACD方案之一是安森美半導體的NCL30170?；诜至魍負?，它提供了前述的這種方法的所有優(yōu)點，包括：是單個IC方案,，具有較低的BoM成本和易于擴展功率,。但這種新方案的一個獨特特性是能夠驅動多個外部MOSFET開關，從而支持連接多個LED串,；NCL30170是市場上首個能夠這樣做的產(chǎn)品,。因此，功率可從10W擴展到200 W,，連接的LED串的總數(shù)和外部開關僅受最高功率水平的限制,。

圖3：NCL30170是單輸出、多串,、分流DACD方案

　　在大多數(shù)應用中,，盡管電源電壓波動，但LED亮度保持不變是很重要的,。通常,，DACD驅動器能夠實現(xiàn)±10%的穩(wěn)壓-安森美半導體的新器件達到±1%，這是非常顯著的提升,，從而確保連接LED的持續(xù)光輸出,。

　　NCL30170用一種專有的方法來調節(jié)電流，而不是用于傳統(tǒng)DACD方案的線性方法,。電壓觸發(fā)點保持不變,，但以這樣一種方式調節(jié)電流使其不再是一個階梯形狀，從而產(chǎn)生平滑的正弦波電流(如圖4右圖所示),，導致低于10%的極佳的THD水平,。

　　Conventional Shunt Type：傳統(tǒng)的分流類型

　　Stepped input current：階梯式的輸入電流

　　Sine input current：正弦輸入電流

　圖4：專有的電流平滑 /整形提供平滑的正弦波形

　　除了極佳的THD，NCL30170還提供領先行業(yè)的功率因數(shù)校正(PFC)性能,，超過0.98,。

　　有效調光的重要性

　　在許多應用中，能進行LED調光很重要,，可通過脈寬調制(PWM)技術(通常稱為切相)或模擬控制來實現(xiàn),。PWM提供寬范圍的調光能力,，但也有明顯的缺點，包括閃爍,，這已被證明會導致處于這種視線環(huán)境的人頭痛,。高電平的PWM調光也會導致室內應用中尤其不受歡迎的可聞噪聲,。

　　雖然許多DACD方案可調低到10%,，NCL30170能夠提供5%的模擬調光，從而滿足具有挑戰(zhàn)性的現(xiàn)代應用的需要,。該器件在整個調光范圍內保持穩(wěn)壓,，從而確保即使在低功率下，從LED發(fā)出的光仍然保持不變,。

　　對于使用TRIAC的切相調光,，NCL30170強大的PWM性能確保基于它的照明方案非常適合于改裝應用,。

　　總結

　　LED照明在當今照明方案中占很大比例,。由于現(xiàn)代應用的低功耗、低成本和小尺寸要求,，這比例將增長,；用更加靈活和通用的LED照明改裝舊的白熾燈裝置也將是未來增長的重要推動力。

　　直到最近,，SMPS一直被用于為LED裝置供電,，但存在耐用性和使用壽命的問題，而且體積龐大,，使在受限空間安裝LED方案變得復雜和受限,。

　　最近，DACD已成為一種為LED串供電的可行技術,。這項技術解決了SMPS的許多缺點,，特別是耐用性和使用壽命、大小和成本,，且未來將大大促進更多的LED照明裝置?，F(xiàn)在，如安森美半導體的NCL30170這樣的器件有助于交流直接技術提供應用所需的性能,、靈活性和耐用性,，用于許多終端市場領域。