原標(biāo)題：基于NCL35076或NCL30076的高能效、高精度、高可靠性的可調(diào)光LED照明降壓方案

基于NCL35076或NCL30076的高能效、高精度、高可靠性的可調(diào)光LED照明降壓方案

在當(dāng)今LED照明領(lǐng)域，高能效、高精度、高可靠性的可調(diào)光LED照明系統(tǒng)成為了行業(yè)發(fā)展的重要趨勢。安森美（onsemi）推出的NCL35076和NCL30076兩款DC-DC降壓控制器，正是這一趨勢下的杰出代表。本文將詳細(xì)探討基于這兩款主控芯片的高能效、高精度、高可靠性的可調(diào)光LED照明降壓方案，并深入解析它們在設(shè)計(jì)中的具體作用。

一、主控芯片型號及其特性

1. NCL35076

NCL35076是一款連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）DC-DC降壓控制器，專為高能效、高精度LED照明應(yīng)用設(shè)計(jì)。其核心特性包括：

• CCM工作模式：確保在重載條件下，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定高效地工作，提供低電流紋波和高能效。

• 高精度穩(wěn)流：安森美專有的LED電流計(jì)算技術(shù)和內(nèi)部檢測及反饋放大器的零輸入電壓偏移，使得穩(wěn)流精度在滿載時(shí)小于±2%，在1%負(fù)載時(shí)小于±20%。

• 寬模擬調(diào)光范圍：支持從1%到100%的模擬調(diào)光范圍，滿足各種照明場景的需求。

• 豐富的保護(hù)功能：包括VDD過壓保護(hù)（OVP）、LED短路保護(hù)（SLP）、過流保護(hù)（OCP）和熱關(guān)斷保護(hù)（TSD），確保系統(tǒng)的高可靠性。

• 軟啟動(dòng)功能：實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)而無過沖，減少啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊和電壓波動(dòng)。

2. NCL30076

NCL30076則是一款準(zhǔn)諧振（QR）降壓控制器，適用于更高功率的LED照明系統(tǒng)，如100W和240W方案。其主要特性包括：

• QR工作模式：通過優(yōu)化開關(guān)頻率和降低開關(guān)損耗，實(shí)現(xiàn)高能效和低電流紋波。

• 高精度穩(wěn)流：同樣采用安森美專有的LED電流計(jì)算技術(shù)，確保穩(wěn)流精度在滿載時(shí)小于±2%，在1%負(fù)載時(shí)小于±20%。

• 寬輸入電壓范圍：支持90V至264VAC的寬輸入電壓范圍，適應(yīng)不同國家和地區(qū)的電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

• 智能模式切換：根據(jù)負(fù)載情況自動(dòng)在CCM、QR和非連續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）間切換，確保系統(tǒng)在不同負(fù)載下的最優(yōu)性能。

• 豐富的保護(hù)功能：同樣具備VDD過壓保護(hù)、LED短路保護(hù)、過流保護(hù)和熱關(guān)斷保護(hù)等，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

二、設(shè)計(jì)方案概述

基于NCL35076和NCL30076的LED照明降壓方案，主要包括電源輸入、降壓轉(zhuǎn)換、LED驅(qū)動(dòng)和調(diào)光控制四個(gè)部分。以下以NCL30076的240W方案為例，詳細(xì)介紹設(shè)計(jì)方案。

1. 電源輸入

電源輸入部分負(fù)責(zé)將市電（如220VAC或110VAC）轉(zhuǎn)換為適合DC-DC降壓控制器工作的直流電壓。通常使用整流橋和濾波電容將交流電轉(zhuǎn)換為平滑的直流電，然后通過PFC（功率因數(shù)校正）電路提高功率因數(shù)，減少諧波污染。

在NCL30076的240W方案中，可以采用安森美的NCL2801CDA PFC驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)高效的PFC功能。NCL2801CDA是一款電流模式CrM升壓PFC控制器，利用安森美的總諧波失真（THD）增強(qiáng)技術(shù)，在更寬的工作范圍內(nèi)提供同類最佳的THD性能。

2. 降壓轉(zhuǎn)換

降壓轉(zhuǎn)換部分是整個(gè)方案的核心，負(fù)責(zé)將PFC電路輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為適合LED驅(qū)動(dòng)的低壓直流電壓。NCL30076作為QR降壓控制器，通過控制開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)電壓的降壓轉(zhuǎn)換。

為了進(jìn)一步提高能效和降低待機(jī)功耗，可以配合使用安森美的NCP10671開關(guān)驅(qū)動(dòng)器。NCP10671集成固定頻率電流模式控制器與700V MOSFET，具有軟啟動(dòng)、頻率抖動(dòng)、短路保護(hù)、跳周期、斜坡補(bǔ)償和動(dòng)態(tài)自供電等功能。在標(biāo)稱負(fù)載運(yùn)行期間，NCP10671以可用頻率之一（如60kHz或100kHz）進(jìn)行切換；當(dāng)輸出功率需求減少時(shí)，IC會(huì)自動(dòng)進(jìn)入跳周期模式以降低待機(jī)功耗。

3. LED驅(qū)動(dòng)

LED驅(qū)動(dòng)部分負(fù)責(zé)將降壓轉(zhuǎn)換后的低壓直流電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的LED驅(qū)動(dòng)電流。NCL30076通過內(nèi)部檢測及反饋放大器的零輸入電壓偏移技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度的穩(wěn)流控制。同時(shí)，其寬的模擬調(diào)光范圍允許通過外部調(diào)光信號（如PWM信號或模擬電壓信號）來精確調(diào)節(jié)LED的亮度。

在設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，需要仔細(xì)選擇外部元件，如電感器、輸出電容和電流檢測電阻，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。電感器的選擇會(huì)影響輸出電壓的紋波和動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，而輸出電容則有助于穩(wěn)定輸出電壓并減少開關(guān)噪聲。電流檢測電阻則直接決定了LED電流的精度和穩(wěn)定性。

4. 調(diào)光控制

調(diào)光控制部分是實(shí)現(xiàn)LED亮度調(diào)節(jié)的關(guān)鍵。基于NCL30076或NCL35076的方案支持多種調(diào)光方式，包括模擬調(diào)光和PWM調(diào)光。模擬調(diào)光通過改變輸入到芯片的控制電壓來改變LED的電流，從而實(shí)現(xiàn)亮度的連續(xù)調(diào)節(jié)。PWM調(diào)光則是通過改變PWM信號的占空比來控制LED的平均電流，實(shí)現(xiàn)亮度的快速調(diào)節(jié)。

在模擬調(diào)光應(yīng)用中，可以使用電位器或數(shù)字電位器作為調(diào)光輸入設(shè)備，通過改變其電阻值來改變控制電壓。而在PWM調(diào)光應(yīng)用中，則可以使用微控制器（MCU）或?qū)ｉT的PWM調(diào)光控制器來生成PWM信號。這些設(shè)備可以根據(jù)用戶輸入或外部傳感器信號（如光敏電阻）來動(dòng)態(tài)調(diào)整PWM信號的占空比，從而實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光。

三、設(shè)計(jì)中的具體作用

1. 高能效

NCL30076和NCL35076通過其先進(jìn)的控制算法和高效的開關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高能效的DC-DC轉(zhuǎn)換。QR（準(zhǔn)諧振）和CCM（連續(xù)導(dǎo)通模式）工作模式的選擇，使得系統(tǒng)能夠在不同負(fù)載條件下保持最優(yōu)的能效。此外，這些芯片還集成了多種節(jié)能功能，如軟啟動(dòng)、頻率抖動(dòng)和跳周期模式等，進(jìn)一步降低了待機(jī)功耗和提高了整體能效。

2. 高精度

安森美專有的LED電流計(jì)算技術(shù)和內(nèi)部檢測及反饋放大器的零輸入電壓偏移技術(shù)，確保了NCL30076和NCL35076在穩(wěn)流控制方面的高精度。這種高精度穩(wěn)流控制不僅提高了LED照明的質(zhì)量，還延長了LED的使用壽命。同時(shí)，寬模擬調(diào)光范圍也允許實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)的亮度調(diào)節(jié)，滿足不同場景下的照明需求。

3. 高可靠性

NCL30076和NCL35076內(nèi)置了多種保護(hù)功能，如VDD過壓保護(hù)、LED短路保護(hù)、過流保護(hù)和熱關(guān)斷保護(hù)等。這些保護(hù)功能可以在系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)切斷電源或調(diào)整工作狀態(tài)，防止損壞LED和其他電路元件。此外，這些芯片還采用了先進(jìn)的封裝技術(shù)和工藝，提高了其抗電磁干擾（EMI）和耐高溫性能，進(jìn)一步確保了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

四、結(jié)論

基于NCL35076或NCL30076的高能效、高精度、高可靠性的可調(diào)光LED照明降壓方案，通過其先進(jìn)的控制算法、高效的開關(guān)技術(shù)和豐富的保護(hù)功能，為LED照明系統(tǒng)提供了優(yōu)秀的解決方案。這些方案不僅提高了照明系統(tǒng)的能效和精度，還確保了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。隨著LED照明技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，這些方案將在未來發(fā)揮更加重要的作用。