照明用LED驅(qū)動(dòng)芯片的技術(shù)趨勢(shì)
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隨著LED 的進(jìn)一步發(fā)展,其效用或從電源產(chǎn)生光輸出的能力只會(huì)繼續(xù)提高。其次,LED 照明具有環(huán)保的特點(diǎn),不需要處理、暴露和棄置于冷陰極熒光燈(CCFL)中常見(jiàn)的有毒水銀蒸氣。最后,白熾燈泡在使用約1000 小時(shí)以后,常常需要更換,而熒光燈可以持續(xù)使用長(zhǎng)達(dá) 1 萬(wàn)小時(shí)。不過(guò),與 LED 照明可提供超過(guò) 10 萬(wàn)小時(shí)的壽命相比,這些數(shù)字就相形見(jiàn)絀了。
散熱、可靠性和安規(guī)需要重點(diǎn)考慮
眾所周知,LED驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路一直在較高溫度下工作,這會(huì)導(dǎo)致LED應(yīng)用可靠性降低、使用壽命縮短等一系列問(wèn)題,因此散熱不得不重點(diǎn)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(qiáng)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(huì)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(zhǎng)久發(fā)展的根本,也是LED驅(qū)動(dòng)芯片廠商設(shè)計(jì)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(lái)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(duì)解決散熱問(wèn)題所衍生出對(duì)驅(qū)動(dòng)方案的要求,除了成本的考慮,更輕量化的要求,同時(shí)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(dòng)方案
安森美半導(dǎo)體照明市場(chǎng)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(lái)驅(qū)動(dòng),從而確保提供所要求的發(fā)光強(qiáng)度和色彩。與此同時(shí),LED應(yīng)用多種多樣,需要采用不同的電源來(lái)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(dòng)方案來(lái)驅(qū)動(dòng)LED,如開(kāi)關(guān)型驅(qū)動(dòng)器、線性驅(qū)動(dòng)器、線性恒流穩(wěn)流器(CCR),以及高壓開(kāi)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(zhǎng)壽命優(yōu)勢(shì)。
兼容性和集成控制成亮點(diǎn)
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(duì)這個(gè)問(wèn)題,燈泡內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路板面積就需要減小,同時(shí)要與各種調(diào)光器兼容。
其次是集成控制功能。通過(guò)很低的成本,為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)電路增加無(wú)線控制技術(shù)即可帶來(lái)全新特性,例如色溫調(diào)節(jié)、模式照明、場(chǎng)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(duì)LED照明技術(shù)的接受度。
感知照明時(shí)代即將來(lái)臨
從歷史上來(lái)看,照明是一個(gè)粗糙控制的電負(fù)載,用一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)手動(dòng)控制,可以進(jìn)一步精細(xì)化控制。例如美國(guó)加州議會(huì)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(duì)此甚至提出了更具體的要求,諸如要求通過(guò)窗戶和天窗實(shí)施日光捕捉以降低能耗,以及要求建筑物配備自動(dòng)照明控制系統(tǒng)。目前,低成本的被動(dòng)式紅外線探測(cè)器已很少用于房間內(nèi)。通過(guò)建筑系統(tǒng)控制照明能大大降低能源消耗,為用戶帶來(lái)高度優(yōu)化的照明從而提高舒適度體驗(yàn),從這方面來(lái)看,顯然還有很長(zhǎng)一段路要走。
因此,利用LED電源及靈活的優(yōu)勢(shì),在下一代照明系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)照明控制將是主要趨勢(shì)。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(zhǎng)時(shí)間無(wú)人時(shí),該方法就可自動(dòng)地減少大量能耗。
智能調(diào)光方案
未來(lái)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(jìn)照明的應(yīng)用模式,即智能化,無(wú)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(wú)論在家、辦公室,甚至室外。用一個(gè)安全、小型、低成本的方案,將無(wú)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(jì)、控制和管理照明的方式。對(duì)于有IP地址的每個(gè)燈泡,這個(gè)完整的硬件/軟件方案可以實(shí)現(xiàn)IP間的連接,這樣就可以建立一個(gè)通過(guò)如智能手機(jī)、平板電腦和個(gè)人電腦等很容易控制的先進(jìn)的照明系統(tǒng)。





