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面对两大技术难点 LED照明驱动方案如何选择?

来源:电子发烧友    发布时间:2016-05-27 16:45      设置字体: 
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摘要:据预测,2015年全球高亮度LED市场产值达145.2亿美元,但年成长仅2%。预计未来五年内,LED产业的年复合成长率难以再现过去10%以上的成长幅度,产业成长将趋缓。
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【高工LED综合报道】

  据预测,2015年全球高亮度LED市场产值达145.2亿美元,但年成长仅2%。预计未来五年内,LED产业的年复合成长率难以再现过去10%以上的成长幅度,产业成长将趋缓。随着交流直接驱动器的使用率不断攀升,面对的一个问题就是 LED 灯较高的闪烁指数,虽然在室外照明应用中不那么重要,但是在办公、零售和其他商业照明环境中,其闪烁指数低于一定的水平就非常重要。

  可以发现,灯会闪烁是因为每当交流输入电压通过其过零点时,LED会失去激励能量,而Fairchild 使用了闪烁指数低于 0.1,且是一种不降低 PF 和 THD 性能的解决方案。为此记者针对交流直驱LED解决方案采访了Fairchild新业务开发总监洪涌桉博士。

  Fairchild新业务开发总监洪涌桉博士表示,通过在每一串 LED 上添加能量存储网络,并与多家中国顶级照明制造商合作,将交流直接驱动解决方案设计到功率在 12 W 到 120 W 之间的各种商业和工业照明应用中。

  目前LED驱动器分为两个主要类型:开关电源和交流直接驱动方案。Fairchild新业务开发总监洪涌桉表示,开关电源在设计上更复杂,解决方案的总成本较高,BOM 数量也较多,包括磁性元件和电解电容,可能会导致系统可靠性降低,系统寿命减少,而交流直接驱动方法在设计上较简单,解决方案的成本较低,BOM 数量也较少,不需要磁性元件和电解电容。

  当然,这两种方法将会共存。洪涌桉补充道,开关电源解决方案适用于终端用户有可能接触 LED 风险的应用,其磁性元件会提供隔离功能,以防触电。在大部分商业和工业应用中,例如筒灯、槽箱式照明设备、天井灯和路灯,并不能直接接触 LED,因此交流直接驱动解决方案非常有吸引力,因为其设计简单,性价比高,BOM 数量也较少。在这些应用中,交流直接驱动解决方案成为最好的选择。

  LED亮度及闪烁是两大技术难点

  在交流直接驱动解决方案中,LED 灯串随着交流电压上升按顺序点亮,有足够的电压对下一串 LED 进行正向偏置,这意味着一些 LED 在交流电压周期中导通的时间更短。

  洪涌桉指出,为了抵消此影响,并保持目标灯具的亮度,交流直接驱动器比开关电源驱动需要更多的 LED 灯。由于 LED 能在电解电容器的帮助下实现持续激励,开关电源驱动器具有 100% LED 使用率,LED 数量的增加会抵消从开关电源到交流直接驱动器迁移所节省的成本,因为其在整个照明系统成本中仍然占有很大的一部分。

  然而,最近发现 LED 成本大幅降低。随着生产方式更加成熟,需求和容量也不断增加,LED 使用率也变得越来越不算问题。实际上,洪涌桉谈到,Fairchild 的交流直接解决方案相比于开关电源解决方案,可在20W功率时节省 10% 的 BOM 总成本,100W 时节省 30%。

  另外,就是闪烁。洪涌桉指出,现在Fairchild 的解决方案中已经得到了解决。当前有很多供应商已经能提供交流直接驱动 LED解决方案。但是,现存的解决方案都还存在一些问题,如不能扩展到更高的功率、较差的闪烁性能、高 BOM 成本以及智能照明不兼容等问题,这些都是该技术使用率低的重要原因。

  LED交流直接驱动方案优势凸显

  在方案的优势性能上。洪涌桉表示,Fairchild 交流直接驱动 LED 解决方案,通过提供商业和工业照明制造商所需的智能LED照明产品,加快产品上市速度,并提供差异化特性。如通过并联产品,以支持高达 120 W 功率的应用,减少制造商需要储备的不同 IC 的数量。

  在解决闪烁问题的同时,还保持较高的PF和较低THD性能,这可以通过 Fairchild专有的系统级解决方案来实现。洪涌桉谈到,该系统级解决方案提供使LED保持激励所需的电流,同时保持输入电流的正弦波形,对PF和THD 性能没有干扰,提供智能照明产品所需的重要调光能力,包括切相调光、模拟调光和 PWM 调光。比如FL779xx 系列 LED 驱动器,取消电解电容器可消除了LED 照明解决方案中最常见的故障点,提高了可靠性并延长了系统寿命,以匹配 LED 本身的寿命。

  总的来说,目前交流直接驱动 LED 在一些重要的指标,如驱动器大小、成本和设计简便性上,与开关电源方法相比更加吸引照明制造商。洪涌桉强调,交流直接驱动LED 除了为智能 LED 照明增加更多特性和功能之外,驱动器拓扑和系统结构通过创新进行了简化,降低了BOM与终端用户的购置成本,加快了市场的使用率,逐渐受到用户的认可。


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