追溯LED照明驅動發展曆程中的那些“可圈可點”
發布時間:2014-12-16 責任編輯:echolady
【導讀】LED照明驅動技術一直是照明市場的重中之重,在業界內都是可圈可點的。本文主要追溯LED照明驅動的發展現狀與未來藍圖,歸納總結可調光的解決方案,對LED照明驅動進行了細致的分類。
LED照明驅動技術發展到現在,在業界已呈現多種解決方案並行的局麵,本文主要討論可調光的LED照明驅動技術。總結所有可調光解決方案,如果從拓撲結構上分,可以歸納為兩級AC/DC轉換LED電流驅動方案、單級AC/DC轉換LED電流驅動方案、線性AC/DC轉換LED電流驅動方案;從調光控製接口上分,可以歸納為切相調光LED電流驅動方案(又稱為晶閘管調光LED電流驅動方案)和智能接口調光LED電流驅動方案(主要分為I2C接口調光和PWM接口調光兩種),智能接口控製信號又可以分為ZigBee、藍牙、Wi-Fi芯片的相關接口。綜上所述,LED照明驅動技術的相關分類可詳見圖1。

圖1:LED調光拓撲結構和調光控製分類
可調光解決方案的發展兩級AC/DC轉換LED電流驅動方案曾經由於良好的性能和無輸出電流紋波而被業界所廣泛接受,但是這種方案成本太高。在2012年Marvell公司成功推出性能優越的單級AC/DC轉換LED電流驅動方案EM8183後,兩級AC/DC LED電流驅動方案逐漸被業界所放棄。另一方麵,線性AC/DC轉換LED電dian流liu驅qu動dong方fang案an已yi經jing在zai技ji術shu領ling域yu討tao論lun和he在zai業ye界jie存cun在zai接jie近jin十shi年nian之zhi久jiu,這zhe一yi方fang案an因yin為wei其qi在zai切qie相xiang調tiao光guang時shi無wu法fa克ke服fu的de電dian流liu紋wen波bo和he閃shan爍shuo指zhi數shu而er始shi終zhong沒mei有you被bei業ye界jie接jie受shou。目mu前qian,單dan級jiAC/DC轉換LED調光電流驅動方案由於其優越的性價比已經成為LED調光解決方案的主流。這裏主要討論單級AC/DC轉換LED電流控製的切相調光和智能接口調光解決方案。
單級AC/DC轉換電流控製方案
切相調光(晶閘管調光)的關鍵是LED驅動器在任何工作點都可以提供足夠的擎住電流(Latching Current)和維持電流(Holding Current)。足夠的擎住電流和維持電流是晶閘管在物理上滿足正常工作的條件。在這一基礎上,LED驅動器在性能上要保證精確的電流控製、足夠的調光器兼容性、平滑的調光曲線、足夠寬的調光範圍、足夠低的閃爍指數等。
LED驅動器在可靠性上要保證較高的效率、足夠低的熱損耗、無突出熱點和足夠長的產品生命周期。此外,盡量降低LED驅動器工作時的音頻噪聲也是產品成功的關鍵之一。在上述這些方麵,業界都有很多相關的專利技術。其中Marvel l在這一領域擁有超過70項美國和國際專利保證產品的性能,同時還能保護公司和客戶的利益。
作為業界第一個單級AC/DC轉換LED電流控製方案,Marvell在2 012年成功推出性能優越的切相調光LED 驅動芯片EM8183。該驅動芯片在業界推出的最初階段即被LED照明領域的領先企業所接受和采用。EM8183 LED驅qu動dong芯xin片pian給gei相xiang關guan的de企qi業ye和he客ke戶hu帶dai來lai了le巨ju大da的de利li益yi,並bing推tui動dong了le照zhao明ming領ling域yu的de技ji術shu發fa展zhan和he創chuang新xin,並bing在zai切qie相xiang調tiao光guang的de創chuang新xin上shang奠dian定ding了le其qi在zai業ye界jie的de經jing典dian地di位wei。繼jiEM8183之後,Marvell在2014年初又推出了第二代切相調光LED驅動芯片EM8187。該驅動芯片在EM8183的基礎上,提高了在調光器兼容性、效率和EMI方麵的性能,並降低了係統的成本。EM 8187應用了多項Marvel l專利技術以提高其在兼容性、熱損耗控製、效率、調光性能方麵的性能。圖2是EM8187單級切相調光解決方案的參考電路板圖,EM8187需要極少的外圍器件,同時提供了整個係統極高的可靠性和卓越的性價比。

圖2:單級切相調光係統參考電路板圖


圖3:單級智能調光係統參考電路板圖
智能調光性能逐步提升
在LED智能調光技術方麵,現階段業界也主要選擇了性價比優越的單級AC/DC轉換驅動方案,而LED智能調光接口的選擇主要有I2C接口和PWM接口兩種。因為隻需要一個接口控製信號,因而PWM接口具有連接簡單的特點,這也有利於軟件的實現。但是在低端光通量的工作狀態下,PWM接口調光方案通常會有階梯調光的現象,即通常所說的低端階梯調光問題,這是因為PWM精度不夠或硬件軟件不夠匹配所造成的。I2C接口智能調光需要兩個連接信號,I2C智能調光可以達到優越的性能和平滑的低端光效輸出。更加重要的是,I2C接口除了調光控製之外,還提供了數據采集和傳輸的功能,可實現並為LED照明的雲端接入提供基本的功能單元。Marvell在2014年1月推出了業界第一個I2C接口單級AC/DC轉換驅動方案EM8189。
EM8189 I2C接口單級智能調光解決方案可以達到1%的調光精度、平滑的調光性能、較低的待機功耗(< 250mW)和優秀的整機性價比。EM8189 IC可以連接ZigBee、藍牙、Wi-Fi接口並配合相關的軟件提供優異的智能調光係統。EM8189在推出後即被美國指標照明公司評估為智能調光的第一選擇並推出了相關的產品。圖3是EM8189智能調光方案的參考樣板,從中可以看出EM8189智能調光方案的外圍器件是很少的。這為最終調光產品的性價比和可靠性提供了基本保證。圖4是EM8189智能調光方案的調光性能曲線,從圖4可以看出,EM8189智(zhi)能(neng)調(tiao)光(guang)方(fang)案(an)具(ju)有(you)極(ji)好(hao)的(de)線(xian)性(xing)性(xing)能(neng),同(tong)時(shi)具(ju)有(you)從(cong)高(gao)端(duan)到(dao)低(di)端(duan)和(he)從(cong)低(di)端(duan)到(dao)高(gao)端(duan)的(de)高(gao)度(du)重(zhong)合(he)性(xing),配(pei)合(he)相(xiang)關(guan)的(de)軟(ruan)件(jian)設(she)計(ji),可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)客(ke)戶(hu)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)從(cong)線(xian)性(xing)調(tiao)光(guang)到(dao)指(zhi)數(shu)調(tiao)光(guang)的(de)任(ren)意(yi)調(tiao)光(guang)曲(qu)線(xian)。

圖4:EM8189智能調光方案的調光性能曲線圖
LED照明發展到今天,已經經曆了若幹技術創新階段和重組,這種趨勢還會繼續發展下去並直至飽和。與此同時,LED驅動技術仍然還存在著若幹問題需要解決,其中包括EMI、噪聲和可靠性等;產品在性能上還存在著若幹方麵需要提升,包括兼容性、效率、產品離散性等;LEDzhaomingzaizhengdengguangxiaoshangyehuijixutigao,zaichengbenshanghaihuijinyibujiayijiangdi。dangran,wulunzainayifangmianhuodechenggong,douyoulaiyukongzhijishudenulitupohezhizaogongyidetuichenchuxin,zhexiepoqiexuyaogengduodeLED照明相關企業發揮自己所長,共同引領技術創新和市場應用的新潮流。相關閱讀:
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