创新双端线性恒流稳压器可替代电阻型驱动器

安森美有计划推出基于同一专利技术的三端可调节输出的线性恒流稳压器。

　　作为半导体领域中增速最快的应用之一，LED市场近年来的年复合增长率(CAGR)高达20%，预计2012年全球LED市场总值更将达114亿美元。LED应用的直流电压范围通常在三个区间，0.9V~7V主要是便携式设备应用；7V~60V为广告牌、装饰、汽车尾灯、笔记本和LCDTV显示背光应用；60V~700V则是照明、街灯、交通信号灯等应用。

　　三大主流驱动器

　　目前市场上主要应用的三大主流驱动器是开关稳压器、线性稳压器和电阻型驱动器三类，其中，电流大于500 mA的应用采用开关稳压器，因为线性驱动器限于自身结构原因，无法提供这样大的电流；在电流低于200 mA的低电流应用中，通常采用线性稳压器及电阻型驱动器；在200 mA～500 mA的中等电流应用中，既可以采用线性稳压器，也可以采用开关稳压器。　
安森美标准产品部小信号分部新品市场营销及应用总监Asif Jakwani认为，三种类型各有特性：开关稳压器的能效高，能提供很好的亮度控制；线性稳压器结构较简单，易于设计，提供稳流及过流保护，具有外部电流设定点，且没有电磁兼容性(EMC)问题；电阻型驱动器利用电阻这样的简单分立器件，限制LED串电流，是一种经济的LED驱动方案，同样易于设计，且没有EMC问题。

　　创新特性：简单、经济、强固

　　虽然如此，客户还是需要一种比开关稳压器和普通线性稳压器更经济、但性能又比电阻型驱动器高很多的驱动方案。基于这个考虑，安森美半导体最近推出一款双端线性恒流稳压器系列NSI45，该恒流稳压器方案无需外部元件，能够降低用户库存成本。

　　NSI45系列采用了安森美半导体的自偏置晶体管技术(SBT)，该技术目前正待批专利，适用于不同输入电压的LED应用，在宽范围内稳压，确保工作电压范围内的恒定亮度。该设计带有负温度系数，在极端的电压和工作温度下保护LED免受热失控(thermal runaway)影响。

　　简单、经济、强固是NSI45系列最关键的特性。NSI45系列提供20mA、25 mA及30 mA器件等不同选择，采用SOD-123及SOT223封装。该系列器件提供±10%及±15%的稳态稳流(Ireg)容限，额定电压为45V，工作温度范围-40°C~85°C，最高结温度为150°C。SOD-123封装为3.7 mm x 1.6 mm x 1.2 mm表面贴装封装，85°C 时能在电路板上500 mm长小于29g重的铜片上耗散230mW的功率。SOT-223是7.0 mm x 6.5 mm x 1.6 mm表面贴装封装，85°C时能在电路板上500 mm长，小于29g重的铜片上耗散630 mW的功率，非常适用于极端的热工作环境。这些器件获得严格的AEC101汽车标准认证，且符合无铅RoHS指令要求，及使用无卤素模子化合物。

　　NSI45系列主要针对20mA～200 mA的低电流LED应用，并支持采用120/220 V供电，可用于汽车组合尾灯、广告牌文字电路、背光显示牌等商业及工业应用、建筑物及通用照明应用。此外，电冰箱和洗衣机等家用电器中也采用LED为小型LCD显示屏背光或替代照明灯泡，这类应用同样需要低电流的LED驱动器。

　　Jakwani表示，在低电流LED应用中，电阻型驱动器尽管成本较低且结构简单，但这种驱动器在低电压条件下，正向电流较低，会导致LED亮度不足，且在负载突降等瞬态条件下，LED可能受损。而且，这种解决方案需要恰当的LED编码(binning)，电阻库存大，且能效低。而线性恒流稳压器提供稳定电流，在宽电压范围下提供恒定亮度，在高输入电压时保护LED，使其免于过驱动，在低输入电压时提供更高的亮度。而得益于其恒流特性，客户可以减少或消除源自不同供应商提供的不同LED的编码成本，使系统总成本更低（见图1）。

图1，电阻型驱动器与稳流电流为25 mA的线性恒流稳压器的V-I曲线比较

　　“NSI45系列的双端结构易于设计，适合高端及低端应用，”Jakwani说，“它的经济性主要体现在消除LED编码，降低库存成本，以及保护LED，降低替代及维护成本。”据悉，安森美有计划推出基于同一专利技术的三端可调节输出的线性恒流稳压器。