在眾多照明應用中，線(xiàn)性LED驅動(dòng)器是首選的方案，因為它們相對簡(jiǎn)單，易于設計，且使LED能夠以精確穩流電流來(lái)驅動(dòng)，而無(wú)論LED正向壓降或輸入電壓如何變化。由于驅動(dòng)器是線(xiàn)性結構，它們必須匹配應用的功率耗散要求。安森美半導體提供電流范圍在10 mA到1 A之間的寬廣范圍線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器方案，包括新穎的線(xiàn)性恒流穩流器（CCR）方案及其它眾多線(xiàn)性驅動(dòng)器方案。

　　針對低電流LED驅動(dòng)的線(xiàn)性CCR及應用示例

　　在電流低于350 mA的許多低電流LED應用中，如汽車(chē)組合尾燈、霓紅燈替代、交通信號燈、大型顯示屏背光、建筑物裝飾光及指示器等，可以采用普通的線(xiàn)性穩壓器或是電阻來(lái)提供LED驅動(dòng)方案。電阻用于限制LED串的電流，是成本最低的方案，易于設計，且沒(méi)有電磁兼容性問(wèn)題。但是，使用電阻時(shí)，LED正向電流由電壓確定，在低電壓條件下，正向電流較低，會(huì )導致LED亮度不足，且在負載突降等瞬態(tài)條件下，LED可能受損。電阻方案的能效也最低，不利于節能，這在強調高低能耗的應用中尤為不利。此外，電阻方案也存在LED熱失控及篩選問(wèn)題。線(xiàn)性穩壓器方案的提供較佳的穩流精度（±2%），支持過(guò)功率自調節，也沒(méi)有EMI問(wèn)題。這種方案的能效較低，成本適中。

　　客戶(hù)需要比普通線(xiàn)性穩壓器經(jīng)濟、但在性能上又比電阻高出許多的驅動(dòng)方案。安森美半導體運用待批專(zhuān)利的自偏置晶體管（SBT）技術(shù)，結合自身超強的工藝控制能力，推出了新穎的LED驅動(dòng)方案——NSI45系列線(xiàn)性恒流穩流器（CCR）。與電阻相比，線(xiàn)性CCR在寬電壓范圍下亮度恒定，在高輸入電壓時(shí)保護LED，使其免于過(guò)驅動(dòng)，在低輸入電壓時(shí)提供更高亮度。得益于其恒流特性，客戶(hù)可以減少或消除不同供應商提供的不同LED的編碼成本，降系統總成本。CCR也無(wú)EMI問(wèn)題，采用高功率密度封裝，并通過(guò)汽車(chē)行業(yè)AEC-Q101認證。

　　安森美半導體的CCR包含雙端固定輸出和三端可調節輸出兩種類(lèi)型，電流等級分別涵蓋10至350 mA及20至160 mA，陽(yáng)極-陰極最大電壓VAK分別為50 V和45 V。高VAK電壓幫助抑制浪涌，保護LED。這系列CCR在電流流動(dòng)前無(wú)電壓偏移，其快速導通/關(guān)閉特性提供寬范圍及精確的脈寬調制（PWM）調光能力。市場(chǎng)上沒(méi)有跟CCR一樣的“即插即用”器件，其它器件都需最低0.5 V的電壓導通，而不會(huì )像CCR一樣立即導通（見(jiàn)圖1左）。CCR能以外部雙極結晶體管（BJT）來(lái)提供精確的PWM調光（見(jiàn)圖1右），典型PWM調光頻率是0.1到3 kHz，調光過(guò)程中并無(wú)色彩漂移，因為L(cháng)ED始終以?xún)?yōu)化的電流導通。

　　圖1： 25 mA的CCR與競爭器件的Ireg-Vin曲線(xiàn)比較（左）；CCR調光應用示例（右）。 

　　CCR帶有負溫度系數（NTC）特性，在極端電壓和工作溫度下保護LED免受熱失控影響。CCR易于設計，適合高端（High-side）及低端（Low-side）應用（見(jiàn)圖2a），不需外部元件，非常簡(jiǎn)單，適合更寬的應用范圍；相比較而言，有些供應商提供跟安森美半導體CCR類(lèi)似的功能或性能，但需要額外的外部元件、不能配置為高端或低端驅動(dòng)器、封裝不同或是熱可靠性較遜。

　　圖2：CCR可靈活用于高端或低端驅動(dòng)，亦可驅動(dòng)多串LED。

    　CCR還能用于驅動(dòng)多串LED（見(jiàn)圖2b和2c），同樣是既可用于高端，也可用于低端。圖2b顯示的是單個(gè)CCR驅動(dòng)多串LED的應用示例，這種配置的成本最低，但不同LED的正向壓降必須匹配，且某串LED故障則其它串LED的電流增加，加大故障風(fēng)險。這種配置中較多功率耗散在單個(gè)CCR封裝之中。圖2c顯示的是多個(gè)CCR驅動(dòng)多串LED，這種配置的保護性能最佳，既不需要匹配LED，某串LED故障對其它串也沒(méi)有影響，且功率在多個(gè)CCR封裝中耗散。

　 　除了以單個(gè)CCR驅動(dòng)單串或多串LED，還能并聯(lián)多個(gè)CCR來(lái)提供更大電流，驅動(dòng)單串或多串LED。其中，使用三端可調節輸出CCR有助于滿(mǎn)足特定電流設置要求，可調節電阻能耗不到150 mW。

　　圖3：并聯(lián)多個(gè)CCR提供更大電流，驅動(dòng)單串名多串LED。 

　　CCR可以用于直接采用交流電源供電的應用。交流市電輸入經(jīng)過(guò)橋式整流后，只需要保證輸入電壓減去LED串總電壓后所剩下的電壓不超過(guò)CCR的VAK即可。CCR也可用于T8熒光燈管LED替代應用。采用CCR來(lái)驅動(dòng)LED T8燈管（見(jiàn)圖4）與采用電子鎮流器的熒光燈相比，輸入功率更低，功率因數更高，總諧波失真更低，光輸出更高。

　　圖4：NSI45090DDT4G CCR在驅動(dòng)LED T8燈管應用中的電路圖。

　　安森美半導體的NSI45系列CCR包含10、15、20、25或30 mA固定輸出版本，60至160 mA的可調節輸出版本，以及通過(guò)汽車(chē)標準認證的20至160 mA可調節輸出版本。安森美半導體并提供CCR樣品套件和評估板供客戶(hù)申請試用。

　　應用于可尋址標志、建筑物裝飾光等應用的線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器

　　安森美半導體除了提供新的線(xiàn)性CCR這樣的低電流LED驅動(dòng)器，更提供其它多種線(xiàn)性驅動(dòng)器，用于顯示屏驅動(dòng)、可尋址標志、建筑物裝飾光等應用領(lǐng)域。

　　諸如廣告牌標志、滾動(dòng)橫幅、智能車(chē)輛標志和體育計分板等LED應用需要采用多顆LED，通常包含多串LED，要求LED驅動(dòng)方案提供恒定的光輸出，不同通道間的電流匹配精度要高，要提供易用的接口來(lái)控制不同LED通道，并且要具備可靠的保護功能。安森美半導體針對這類(lèi)應用的方案包括CAT4008和CAT4106等恒流LED汲入型驅動(dòng)器，其中前者支持8通道，后者支持16通道，LED電流范圍均為2至100 mA，此電流由外部電阻設定。

　　圖5：CAT4016典型應用電路圖。

        某些旨在營(yíng)造高視覺(jué)沖擊力效果的建筑物裝飾照明應用使用高亮度的LED，要求LED驅動(dòng)器能夠驅動(dòng)高亮度LED，并且要具備高速接口，從而支持高數據率并確保維持高數據完整性，還需要具備超低的壓降，從而提供更高的能效。安森美半導體適合這類(lèi)應用的LED驅動(dòng)器包括CAT4101、CAT4103和CAT4109等。

　　圖6：CAT4103及CAT4109 RGB像素LED驅動(dòng)器典型應用電路圖

　　其中，CAT4101是1 A高亮度線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器，不要求電感，消除開(kāi)關(guān)噪聲，將元件數量減至最少，并簡(jiǎn)化設計，針對要求大電流的建筑物L(fēng)ED裝飾照明應用。CAT4103是3通道串行可編程恒流RGB LED像素驅動(dòng)器，為高端、多色彩、“智能”LED建筑物照明應用而設計，具有高速串行接口，能支持達25 MHz的數據率，提供完全緩沖的數據輸出，確保在分布式（長(cháng)距離）、菊花鏈型照明系統中維持最高的數據完整性。CAT4109也是三通道RGB LED像素驅動(dòng)器，使用并行接口，每條通道具有專(zhuān)門(mén)的脈寬調制（PWM）控制，非常適合更常規的LED視覺(jué)效果應用，如混色和建筑物重點(diǎn)照明。

　　此外，在中大尺寸液晶電視應用中，LED背光也在加速替代傳統的CCFL背光。安森美半導體的CAT4026是一款6通道線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器，用于大面板LED背光應用。設計人員可以在液晶電視的LED背光部分結合采用安森美半導體的NCP1397半諧雙電感加單電容（LLC）諧振控制器及CAT4026側光式LED線(xiàn)性驅動(dòng)器，支持電路板高度低至8 mm的LED背光液晶電視設計。CAT4026以單顆IC支持6通道，且易于分級為多達12個(gè)或18 個(gè)通道（相應采用2個(gè)或3個(gè)控制器），目標能效高于90%，典型能效達94%。此外，該驅動(dòng)器還提供正向電壓監測功能，可以限制總體功耗；還能為L(cháng)ED開(kāi)路及過(guò)多LED短路等不同LED串故障提供保護。

　　圖7：背光部分采用NCP1397和CAT4026的46英寸LED背光液晶電視電源示意圖。

　　總結：

　　安森美半導體身為應用于高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應商，提供應用于各種LED照明/背光應用的高能效驅動(dòng)器解決方案，包括AC-DC LED方案、DC-DC LED開(kāi)關(guān)穩壓器方案以及不同線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器方案等。本文重點(diǎn)探討了安森美半導體的不同線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器方案，包括應用于低電流應用的新穎的線(xiàn)性CCR方案，以及應用于可尋址標志和建筑物裝飾照明應用的線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器方案�？蛻�(hù)可以根據實(shí)際應用需求選擇適合的安森美半導體線(xiàn)性L(fǎng)ED驅動(dòng)器方案，縮短設計周期，并加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。