照明用LED驅(qū)動芯片的技術(shù)趨勢
隨著LED 的進一步發(fā)展,其效用或從電源產(chǎn)生光輸出的能力只會繼續(xù)提高。其次,LED 照明具有環(huán)保的特點,不需要處理、暴露和棄置于冷陰極熒光燈(CCFL)中常見的有毒水銀蒸氣。最后,白熾燈泡在使用約1000 小時以后,常常需要更換,而熒光燈可以持續(xù)使用長達 1 萬小時。不過,與 LED 照明可提供超過 10 萬小時的壽命相比,這些數(shù)字就相形見絀了。
散熱、可靠性和安規(guī)需要重點考慮
眾所周知,LED驅(qū)動模塊工作環(huán)境溫度較高,且模塊散熱條件較差,從而導(dǎo)致LED驅(qū)動電路一直在較高溫度下工作,這會導(dǎo)致LED應(yīng)用可靠性降低、使用壽命縮短等一系列問題,因此散熱不得不重點考慮;可靠性和安規(guī)是很容易被有意忽略的部分,尤其是在強制執(zhí)行相關(guān)規(guī)定前,為了降低成本,部分LED照明廠商會省略可靠性和安規(guī)方面電路;但這恰恰是LED照明產(chǎn)業(yè)能否長久發(fā)展的根本,也是LED驅(qū)動芯片廠商設(shè)計能力的體現(xiàn),不同的芯片廠商提供的方案,增加這部分電路增加的成本差別很大。
調(diào)光功能越來越受重視, 例如傳統(tǒng)的可控硅調(diào)光,1~10V調(diào)光,以及DALI調(diào)光。最后,就是針對解決散熱問題所衍生出對驅(qū)動方案的要求,除了成本的考慮,更輕量化的要求,同時也必須兼顧更好的電氣特性(效率、功率因數(shù)、電磁干擾、 輸出紋波等)。
LED需要豐富的電源轉(zhuǎn)換與驅(qū)動方案
安森美半導(dǎo)體照明市場技術(shù)行銷經(jīng)理林志彥表示,LED本質(zhì)上是低壓器件,根據(jù)色彩及電流的不同,其正向壓降可能在2 ~4.5 V之間變化,而且LED需要以恒流來驅(qū)動,從而確保提供所要求的發(fā)光強度和色彩。與此同時,LED應(yīng)用多種多樣,需要采用不同的電源來供電,如高壓AC-DC、中等電壓DC-DC以及低壓DC-DC等。
這就要求根據(jù)具體應(yīng)用要求,采用適合的電源轉(zhuǎn)換及LED驅(qū)動方案來驅(qū)動LED,如開關(guān)型驅(qū)動器、線性驅(qū)動器、線性恒流穩(wěn)流器(CCR),以及高壓開關(guān)電源方案、功率因數(shù)校正(PFC)控制器,甚至是新穎的照明管理集成電路(LMIC),以配合具體應(yīng)用需求,提供高能效及高可靠性,幫助發(fā)揮LED的長壽命優(yōu)勢。
兼容性和集成控制成亮點
首先是兼容性,現(xiàn)有的照明架構(gòu)基于傳統(tǒng)的照明技術(shù),比如白熾燈技術(shù)。由于空間受限,如要替換這些燈泡和配置,LED燈需要采用相同規(guī)格的燈泡,以便和照明控制設(shè)備(例如已經(jīng)配置的TRIAC調(diào)光器)相匹配。為了應(yīng)對這個問題,燈泡內(nèi)的驅(qū)動電路板面積就需要減小,同時要與各種調(diào)光器兼容。
其次是集成控制功能。通過很低的成本,為LED驅(qū)動電路增加無線控制技術(shù)即可帶來全新特性,例如色溫調(diào)節(jié)、模式照明、場景控制等。這些很酷的特性基于LED技術(shù),有助于增加用戶對LED照明技術(shù)的接受度。
感知照明時代即將來臨
從歷史上來看,照明是一個粗糙控制的電負(fù)載,用一個簡單的開關(guān)手動控制,可以進一步精細(xì)化控制。例如美國加州議會法案32法規(guī),要求建筑物到2018年減少一半的能源消耗。其他建筑法規(guī),例如加州TItle 24對此甚至提出了更具體的要求,諸如要求通過窗戶和天窗實施日光捕捉以降低能耗,以及要求建筑物配備自動照明控制系統(tǒng)。目前,低成本的被動式紅外線探測器已很少用于房間內(nèi)。通過建筑系統(tǒng)控制照明能大大降低能源消耗,為用戶帶來高度優(yōu)化的照明從而提高舒適度體驗,從這方面來看,顯然還有很長一段路要走。
因此,利用LED電源及靈活的優(yōu)勢,在下一代照明系統(tǒng)中實現(xiàn)照明控制將是主要趨勢。該方案可以使照明系統(tǒng)能根據(jù)環(huán)境變化調(diào)整LED自身的亮度和色彩以配合環(huán)境需求,例如當(dāng)房間內(nèi)有足夠的日光或房間長時間無人時,該方法就可自動地減少大量能耗。
智能調(diào)光方案
未來照明方案趨向于更智能的調(diào)光,考慮節(jié)能的因素,在照明領(lǐng)域最大的突破是改進照明的應(yīng)用模式,即智能化,無線照明控制,或者“智能照明”。智能照明標(biāo)志著我們與光的關(guān)系發(fā)生了根本的變化——無論在家、辦公室,甚至室外。用一個安全、小型、低成本的方案,將無線IP與高能效照明技術(shù)聯(lián)系在一起,可以轉(zhuǎn)換我們的設(shè)計、控制和管理照明的方式。對于有IP地址的每個燈泡,這個完整的硬件/軟件方案可以實現(xiàn)IP間的連接,這樣就可以建立一個通過如智能手機、平板電腦和個人電腦等很容易控制的先進的照明系統(tǒng)。