設計LED驅動方案，如果電流大於500 mA
，通常使用開關穩壓器來驅動LED；若電流介於200 mA至500 mA之間
，既可以采用開關穩壓器，也可以采用線性穩壓器；若電流低於200 mA，則可以采用線性穩壓器，或分立器件方案
，如電阻驅動電路。

就低於200 mA的低電流LED照zhao明ming應ying用yong的de驅qu動dong方fang案an而er言yan，線xian性xing穩wen壓ya器qi或huo電dian阻zu驅qu動dong電dian路lu各ge有you其qi優you劣lie勢shi。例li如ru，線xian性xing穩wen壓ya器qi結jie構gou比bi較jiao簡jian單dan，易yi於yu設she計ji
，提ti供gong穩wen流liu及ji過guo流liu保bao護hu

，具ju有you外wai部bu電dian流liu設she定ding點dian
，且qie沒mei有you電dian磁ci兼jian容rong性xing(EMC)問題


，但功率耗散和成本較高，而能效較低。電阻型驅動器利用電阻這樣的簡單分立器件來限製LED串電流，是最本最低的LED驅動方案
，同樣易於設計，且沒有EMC問題，但這種方案的突出問題是輸入電壓變化時電流隨之變化，從而引起亮度變化，不能保持恒定亮度。

從客戶需求角度出發，市場上許多客戶需要比線性穩壓器經濟
、但在性能上又比電阻驅動電路高出許多的驅動方案。在這種背景下，安森美半導體運用正待批專利的自偏置晶體管(SBT)技術，結合自身超強的工藝控製能力
，推出一種新的LED驅動方案——NSI45係列雙端線性恒流穩壓器(CCR)。

CCR的特性及應用優勢

安森美半導體的CCR可以表征為可變電阻。隨著CCR兩端電壓上升，內部阻抗也上升

，從而維持接近穩流電流(Ireg)規格的電流。CCR還有負溫度係數，故在CCR耗散功率(溫度上升)時，內部阻抗增加
，使電流減小。

圖1：CCR結合電阻型驅動器與線性穩壓器所長。

與電阻型驅動方案相比

，安森美半導體的NSI45係列CCR具有突出的優勢，例如交流電壓增加時仍保持恒流
、達到LED閾值電壓後LED導通無延遲、低電壓時LED保持明亮，以及保持LED免受電壓浪湧影響等。此外
，得益於CCR的恒流特性， 客戶可以減少或消除源自不同供應商提供的不同LED的額外成本
，降低係統總成本。

在各種低電流應用中
，諸如裝飾照明、工作燈、室外照明
、景觀照明
、櫃台照明和LED平板照明等建築物和通用照明中，也可以直接采用交流電源供電。交流市電輸入經過橋式整流後
，隻需要保證輸入電壓減去LED串總電壓後所剩下的電壓不超過CCR的最大陽極至陰極電壓(VAK)即可
，顯示CCR非常易於用於設計。典型電路圖參見圖2。

 
圖2：基本LED交流應用原理圖。

CCR應用設計示例[page]

我們既可以采用CCR來開啟新的設計，也可以采用CCR來修改既有設計。本文將主要以新設計為例，探討采用SOT-223封裝的CCR器件在110 Vac及220 Vac均方根(RMS)輸入條件下在交流照明中的應用，簡述其設計過程。由於全波橋整流的脈衝工作
，穩態電流為30 mA的CCR在交流應用中的均方根電流為22 mA。CCR在交流電路中的工作電壓範圍為1.8 V至45 V。LED導通時間取決於LED串的正向壓降(VF)。本應用的參考電路中，CCR導通時間約是峰值電壓導通時間的一半。因此，約有50%的時間內LED處於導通狀態。因此
，LED均方根電流是穩流電流的約50%。

我們需要根據設計參數選定LED數量。設計參數是110 Vac RMS
，±10%，HB LED (20 mA電流時VF為3.3 V)。先針對Vin=+10%(最大值)展開分析。

最大輸入電壓Vin (max)=110 V rms +10% = 120 V rms
整流峰值電壓Vpeak=120 V rms x 1.414 =170 V
LED串總正向壓降=170  V(peak Vin)-45 V(Vak max)=125 V (LED串VF )

故LED數量為：125 V/3.3 V=38 LED

再針對先針對Vin=-10%(最小值)展開分析。

測試最小輸入電壓Vin (min)=110 Vrms-10%=100 Vrms
整流峰值電壓Vpeak=100 Vrmsx1.414=141 V
CCR陽極至陰極電壓Vak=141 V-125 V=16 V

Vak範圍將隨著LED串中LED數量的變化而變化。另增3顆LED將使Vak範圍設定為6 V到35 V。增加的HB LED提供更高的流明輸出並減少CCR散熱。

圖3：CCR用於直接交流供電LED照明應用的電路圖。

交流均方根電壓經過全波整流後轉換為頻率為120 Hz的直流脈衝動。當這電壓超過LED串與橋整流器正向壓降之和時，CCR導通
，控製電流
，並將LED與峰值整流電壓隔離開來。

根據圖3，CCR的功率耗散計算公式如下：
P=(Vak rms)x(IREG*占空比)=(120 Vbr rms-(38x3.3 V LEDx0.707))x(30 mAx50%)
 =31 V rms x 15 mA=465 mW

帶麵積100平方毫米
、重量1盎司的銅散熱片的SOT-223封裝工作溫度可達85℃。我們采用示波器測試了110 V±10%交流RMS輸入條件下38顆串聯LED應用電路板
，穩流電流以100 Ω
、精度1%的感測電阻來測量，相關跡線圖詳見參考設計方案（雙端線性恒流穩壓器CCR在交流供電低電流LED照明中的應用）。值得一提的是，CCR也可以並聯工作，從而增加提供給電路的穩流電流。當然，CCR電流越大，電路的功率耗散也隨之增加。

上述設計探討的是110 Vac設計條件。當然，CCR同樣也可以用於220 Vac設計
，所要做的就是增加LED數量。LED數量的計算過程參照上述計算進行。

除了在新設計中使用CCR，也可以在既有設計中使用CCR，同樣非常簡單。我們假定這既有設計使用24顆LED(22 mA電流時VF為3.3 V)

，其它參數相同
，即110 Vac RMS，±10%。為了將CCR保持在其工作電壓限製範圍(最大VAK為45 V)以內
，我們需要在電路中增加一顆串聯降壓電阻(Rs)
，並計算其阻值。

同樣，最大輸入電壓為120 V rms，整流峰值電壓為170 V，而LED串正向壓降為24x3.3 V= 79.2 V。因此
，串聯降壓電阻所要求的電壓降可用下述公式計算：

Vdrop, RS=Vpeak-(VF LEDs PK+VAK CCR pk+VRsense pk)
             =170 V-(79.2 V+45 V+4V)=41.8 V

CCR峰值電流為34 mA；因此
，Rs=41.8 V/0.034 A=1229 Ω。實際測試電路選擇的是1200 Ω的Rs。因此，功率耗散為VxI=1.42 W pk或1.0 W RMS。

使用1200 Ω串聯降壓電阻來在最小輸入電壓條件下測試。這時整流峰值電壓為100 Vrms x 1.414=142 V
，故CCR Vak為141 V-(79.2 + 41.8 +4) =16 V，同樣保持在工作電壓限製範圍以內。

總結：

在建築物及通用照明等可以采用交流供電的低電流LED照明應用中，安森美半導體的NSI45係列雙端線性恒流穩壓器與普通線性穩壓器相比成本更低
，但性能上又比常見的電阻驅動電路方案高出許多，是一種高性價比及可靠的LED驅動方案，且設計過程非常簡單
，既可用於新設計，也可非常方便地用於修改既有設計。

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