線性LED驅(qū)動(dòng)方案問題可根據(jù)不同應(yīng)用減弱或者規(guī)避

　　華潤(rùn)矽威設(shè)計(jì)工程部總監(jiān)尤勇

　　線性LED驅(qū)動(dòng)方案外圍元器件簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)LED燈去電感化、光電一體化、加工無人化，容易實(shí)現(xiàn)高PF低THD，并且無EMI等問題，其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯。

　　當(dāng)然，線性LED驅(qū)動(dòng)IC仍然有很多缺點(diǎn)，比如效率低造成的發(fā)熱大，紋波大造成的頻閃等。但這些問題可以根據(jù)不同的應(yīng)用來減弱或規(guī)避。通過熱調(diào)節(jié)功能，在驅(qū)動(dòng)芯片過熱時(shí)逐漸減小輸出電流，從而控制輸出功率和溫升，使電源溫度保持穩(wěn)定，以提高系統(tǒng)的可靠性，當(dāng)芯片溫度持續(xù)過高時(shí)芯片關(guān)閉。對(duì)于頻閃問題，低成本的解決方案是加大整流后的濾波電解電容;高端的應(yīng)用，則可以采用開關(guān)電容填谷的控制方式，減小輸出電流紋波，實(shí)現(xiàn)無頻閃應(yīng)用。同時(shí)，可以采用獨(dú)特的多段電流控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同段LED隨輸入電壓的改變而自動(dòng)切換的功能，在整個(gè)交流周期內(nèi)增加LED的點(diǎn)亮?xí)r間，從而提高LED燈珠利用率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)和低諧波失真。總的來說，現(xiàn)在的線性LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)已取得了很大的進(jìn)步，不再是原來讓大家望而卻步的不可靠方案，可以大膽使用。

　　線性LED驅(qū)動(dòng)IC面臨諸多掣肘

　　云杉光電科技產(chǎn)品總監(jiān)李雪白

　　交流直接驅(qū)動(dòng)LED照明(線性恒流)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸成熟，兼且具有低成本的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)開始逐步接受，并且由于實(shí)現(xiàn)了與LED光源集成一體化，因此在一些中小功率特別是空間體積小的照明燈具等應(yīng)用場(chǎng)合下得到廣泛應(yīng)用，比如燈管、筒燈、吸頂燈、泛光燈等。從未來LED照明的發(fā)展趨勢(shì)看，小型化、集成化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)該是LED行業(yè)發(fā)展的大方向，而這些正是交流直接驅(qū)動(dòng)這種新技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)所在。

　　新技術(shù)的應(yīng)用與推廣總是會(huì)面臨一些問題和困難，從技術(shù)發(fā)展方面看，主要存在以下問題，首先LED利用率低，這是因?yàn)榻涣髦彬?qū)技術(shù)需要LED負(fù)載的最大承擔(dān)電壓要相當(dāng)于輸入的電源電壓峰值(如220V交流輸入的峰值電壓是311V)，在電源電壓幅度隨時(shí)間變化時(shí)改變LED負(fù)載的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)的線性恒流驅(qū)動(dòng)，因此交流直驅(qū)技術(shù)使用LED的數(shù)量會(huì)比開關(guān)電源恒流低壓驅(qū)動(dòng)的LED數(shù)量要多些;這需要市場(chǎng)提供高壓LED燈珠，使LED數(shù)量可以保持不變，目前市場(chǎng)上已經(jīng)有很多LED封裝廠家提供9V、18V、24V、36V、48V等不同的高壓燈珠，可以滿足交流直驅(qū)對(duì)高壓LED的需求。其次LED的光效會(huì)降低，并且存在100Hz頻閃，這是因?yàn)榫€性恒流驅(qū)動(dòng)大多采用無電解電容方案，當(dāng)使用交變電流驅(qū)動(dòng)LED時(shí)，流過LED的電流大小幅度的變化導(dǎo)致光效不等，一般來說隨著電流增加光效會(huì)降低，因此總體平均光效會(huì)比用額定恒流驅(qū)動(dòng)電流的光效要低10%左右。

　　從應(yīng)用方面看，主要存在以下問題，首先與客戶已有LED照明產(chǎn)品外殼的匹配度，需要改變外殼設(shè)計(jì)，甚至需要改模具。這是因?yàn)樵缙贚ED照明產(chǎn)品都是采用開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)，照明外殼的設(shè)計(jì)中考慮了電源腔體積和位置，使用交流直驅(qū)這種“去電源化”的新技術(shù)，不需要單獨(dú)電源腔體，但是需要重新考慮電光源一體化后增加的散熱問題，因此外觀需要重新設(shè)計(jì)，但帶來了顯而易見的好處是，燈具更加簡(jiǎn)單時(shí)尚，具有科技感，形狀設(shè)計(jì)自由靈活，能很好的表達(dá)設(shè)計(jì)師的一種意圖。其次，與客戶現(xiàn)有的LED連接結(jié)構(gòu)不同，需要改變用戶的使用習(xí)慣。現(xiàn)有的LED燈珠大多是低壓大電流的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，而交流直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)要求LED串聯(lián)級(jí)數(shù)很多，要與輸入的電源電壓峰值相當(dāng)，因此LED數(shù)量變化大，這個(gè)問題的解決可以通過高壓LED燈珠解決。最后，是有些客戶對(duì)安規(guī)的擔(dān)憂，會(huì)認(rèn)為交流直接驅(qū)動(dòng)是非隔離的結(jié)構(gòu)，由于與市電直接連接，LED的使用電壓高不安全不可靠，這與客戶的直觀心里感受有關(guān)。其實(shí)交流直接驅(qū)動(dòng)與目前市面上很多的非隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開關(guān)電源在安規(guī)上的要求是一樣的(畢竟隔離的開關(guān)電源需要使用隔離變壓器，會(huì)增加體積降低效率)。只要符合安規(guī)測(cè)試，能通過加強(qiáng)絕緣測(cè)試的都是安全的，這通常是靠結(jié)構(gòu)來保證的，比如在燈殼問題上要做絕緣考量，在鋁基板耐壓上改進(jìn)優(yōu)化，使用燈具接地線等結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改善。

　　控制成本與縮小尺寸潮流下，驅(qū)動(dòng)IC供應(yīng)商的最大挑戰(zhàn)

　　富昌電子LED照明事業(yè)部全球技術(shù)總監(jiān)Patrick Durand

　　降低LED驅(qū)動(dòng)電路的成本并縮小尺寸是典型的設(shè)計(jì)目標(biāo)，通常的方法是減少所需外部元件的數(shù)量。然而，這些目標(biāo)大多與住宅應(yīng)用相關(guān)，如LED燈泡和LED燈管。其他應(yīng)用可能有不同的設(shè)計(jì)目標(biāo)。例如，對(duì)于街道照明，終端用戶可能要求路燈達(dá)到5至10年的壽命，因此驅(qū)動(dòng)器效率和可靠性更加重要。提高驅(qū)動(dòng)器效率不僅能夠使燈具供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)更高的光源效率，而且，驅(qū)動(dòng)器效率越高，它的工作溫度則越低，因此能夠延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)器的壽命。

　　除了了解最新的驅(qū)動(dòng)IC技術(shù)之外，了解終端應(yīng)用和終端地域市場(chǎng)也很重要。例如，在美國(guó)，符合能源之星2.0版照明產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的燈具現(xiàn)在要求實(shí)現(xiàn)2.5 kV瞬態(tài)保護(hù)。在日本，對(duì)LED光源閃爍有嚴(yán)格的規(guī)定，可能會(huì)限制某些LED驅(qū)動(dòng)器解決方案，特別是線性類型。因此，關(guān)注政府對(duì)各類市場(chǎng)的監(jiān)管是一項(xiàng)重要的挑戰(zhàn)，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的變化速度幾乎與LED技術(shù)的發(fā)展速度一樣快，LED驅(qū)動(dòng)IC供應(yīng)商必須確保其產(chǎn)品滿足特定終端市場(chǎng)的需求。

　　但驅(qū)動(dòng)IC供應(yīng)商需要克服的最大挑戰(zhàn)是，沒有一種新技術(shù)或趨勢(shì)能夠適用于所有照明應(yīng)用和市場(chǎng)。照明應(yīng)用需求非常多樣化。這意味著，驅(qū)動(dòng)IC供應(yīng)商必須花時(shí)間去研究每一個(gè)細(xì)分市場(chǎng)，了解其特定需求，以確定是否有值得投資開發(fā)新IC或技術(shù)的商業(yè)機(jī)會(huì)。

　　結(jié)語：LED照明正面臨著新一輪的行業(yè)調(diào)整，照明應(yīng)用端對(duì)供應(yīng)鏈整合和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化的重視度越來越高，LED驅(qū)動(dòng)IC市場(chǎng)在2015年繼續(xù)演化。隨著LED應(yīng)用產(chǎn)品的不斷成熟，市場(chǎng)給IC設(shè)計(jì)行業(yè)帶來了巨大機(jī)遇和挑戰(zhàn)，無論是技術(shù)的成熟度還是產(chǎn)業(yè)延伸領(lǐng)域，以及行業(yè)生存狀態(tài)，無疑都值得我們探討和期待。