《電子技術(shù)應(yīng)用》
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關(guān)于用電源開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)LED燈泡/燈管無(wú)級(jí)調(diào)光探討
摘要: 由于歐美家庭很多都安裝了TRIAC調(diào)光器,因此要順利替代現(xiàn)有的白熾燈,LED燈泡必須支持TRIAC調(diào)光,這也是為什么最近支持TRIAC調(diào)光的LED照明驅(qū)動(dòng)方案很紅火的一個(gè)主要原因。
Abstract:
Key words :

  隨著全球開(kāi)始淘汰低效率的白熾燈,一個(gè)很大的白熾燈替代市場(chǎng)就隨之出現(xiàn),特別是在歐美家庭市場(chǎng),因?yàn)楹芏嗟陌谉霟舳荚诶?a class="cblue" href="http://ihrv.cn/search/?q=TRIAC調(diào)光" title="TRIAC調(diào)光">TRIAC調(diào)光器進(jìn)行調(diào)光。盡管CFL節(jié)能燈由于與白熾燈的價(jià)差低而搶先吃到了這一蛋糕,但普遍相信具備調(diào)光能力的LED燈泡才是最終的替代產(chǎn)品。由于歐美家庭很多都安裝了TRIAC調(diào)光器,因此要順利替代現(xiàn)有的白熾燈,LED燈泡必須支持TRIAC調(diào)光,這也是為什么最近支持TRIAC調(diào)光的LED照明" title="LED照明">LED照明驅(qū)動(dòng)方案很紅火的一個(gè)主要原因。

  不過(guò),凹凸科技(O2Micro)FAE總監(jiān)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)總監(jiān)郭清泉指出:“我們應(yīng)該看到的三個(gè)問(wèn)題是:第一,TRIAC調(diào)光器有一個(gè)最大缺點(diǎn),即功耗大,特別是在輕載時(shí),只有約10%的效率,而PWM調(diào)光" title="PWM調(diào)光">PWM調(diào)光則要好很多,亮度降到50%時(shí),還有約80%的效率。第二,任何支持TRIAC調(diào)光的LED照明驅(qū)動(dòng)方案都做不到支持市面上所有的TRIAC調(diào)光器。第三,最大的LED照明燈具應(yīng)用市場(chǎng)(即全球辦公室照明市場(chǎng))目前普遍采用熒光燈,其基礎(chǔ)設(shè)施中沒(méi)有TRIAC調(diào)光器,而這一市場(chǎng)將領(lǐng)先家庭LED照明市場(chǎng)啟動(dòng)。”

  為了克服以上三個(gè)問(wèn)題,O2Micro發(fā)明了獨(dú)特的三段LED燈泡/燈管調(diào)光技術(shù),采用了正在專利申請(qǐng)之中的模擬調(diào)光技術(shù),它無(wú)需TRIAC調(diào)光器,只需利用墻上的電源開(kāi)關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)三段調(diào)光(100%,50%,20%),無(wú)需RF遙控電路,因此不僅調(diào)光成本可做得更低,而且還可以去掉遙控器。

  這種三段調(diào)光技術(shù)的效率甚至比PWM調(diào)光方法還好。郭清泉表示:“OZ8022A和OZ9992都支持100%、60%和20%三段仿真調(diào)光功能,在26V/300mA輸出LED串和85-265VAC寬泛輸入電壓范圍情況下,三段效率分別大于86%、82%和77%。”

  OZ8022A和OZ9992是目前O2Micro開(kāi)發(fā)成功的二種支持三段模擬調(diào)光的LED控制器" title="LED控制器">LED控制器,OZ8022A是最新一代產(chǎn)品,采用SOT-23-6封裝,OZ9992是前一代產(chǎn)品,采用SOP-8封裝。OZ9995控制器也支持三段調(diào)光,不過(guò),它采用的是PWM調(diào)光技術(shù)。

  郭清泉說(shuō):“OZ8022A是OZ9992的改進(jìn)版,它的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)比OZ9992簡(jiǎn)單得多,因此BOM成本也更低。目前日本家電制造商O(píng)rion電機(jī)已向商業(yè)市場(chǎng)推出基于OZ9995實(shí)現(xiàn)的三段調(diào)光LED燈泡,功率范圍5W到8W,工作壽命長(zhǎng)達(dá)4萬(wàn)小時(shí),Orion下一代4W、6W和9W LED燈泡將會(huì)采用OZ8022A。目前也有多家日本家電制造商正進(jìn)行評(píng)估OZ8022A 和 OZ9992。

  不管是家庭用戶還是辦公室用戶,三段調(diào)光LED燈泡或燈管都可有效地幫助用戶節(jié)省能源開(kāi)支。不過(guò),在實(shí)際使用過(guò)程中,由于不同輸出功率LED燈泡或燈管在60%和20%處發(fā)出的亮度是不同的,因此不少用戶希望對(duì)三段調(diào)光的亮度比例作出調(diào)整,為了滿足所有這些客戶的不同要求,O2Micro這幾年潛心開(kāi)發(fā)無(wú)級(jí)調(diào)光技術(shù),它同樣無(wú)需采用TRIAC調(diào)光器,只需使用墻上電源開(kāi)關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)任意亮度的調(diào)節(jié)。

  隨著全球開(kāi)始淘汰低效率的白熾燈,一個(gè)很大的白熾燈替代市場(chǎng)就隨之出現(xiàn),特別是在歐美家庭市場(chǎng),因?yàn)楹芏嗟陌谉霟舳荚诶肨RIAC調(diào)光器進(jìn)行調(diào)光。盡管CFL節(jié)能燈由于與白熾燈的價(jià)差低而搶先吃到了這一蛋糕,但普遍相信具備調(diào)光能力的LED燈泡才是最終的替代產(chǎn)品。由于歐美家庭很多都安裝了TRIAC調(diào)光器,因此要順利替代現(xiàn)有的白熾燈,LED燈泡必須支持TRIAC調(diào)光,這也是為什么最近支持TRIAC調(diào)光的LED照明驅(qū)動(dòng)方案很紅火的一個(gè)主要原因。

  不過(guò),凹凸科技(O2Micro)FAE總監(jiān)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)總監(jiān)郭清泉指出:“我們應(yīng)該看到的三個(gè)問(wèn)題是:第一,TRIAC調(diào)光器有一個(gè)最大缺點(diǎn),即功耗大,特別是在輕載時(shí),只有約10%的效率,而PWM調(diào)光則要好很多,亮度降到50%時(shí),還有約80%的效率。第二,任何支持TRIAC調(diào)光的LED照明驅(qū)動(dòng)方案都做不到支持市面上所有的TRIAC調(diào)光器。第三,最大的LED照明燈具應(yīng)用市場(chǎng)(即全球辦公室照明市場(chǎng))目前普遍采用熒光燈,其基礎(chǔ)設(shè)施中沒(méi)有TRIAC調(diào)光器,而這一市場(chǎng)將領(lǐng)先家庭LED照明市場(chǎng)啟動(dòng)。”

  為了克服以上三個(gè)問(wèn)題,O2Micro發(fā)明了獨(dú)特的三段LED燈泡/燈管調(diào)光技術(shù),采用了正在專利申請(qǐng)之中的模擬調(diào)光技術(shù),它無(wú)需TRIAC調(diào)光器,只需利用墻上的電源開(kāi)關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)三段調(diào)光(100%,50%,20%),無(wú)需RF遙控電路,因此不僅調(diào)光成本可做得更低,而且還可以去掉遙控器。

  這種三段調(diào)光技術(shù)的效率甚至比PWM調(diào)光方法還好。郭清泉表示:“OZ8022A和OZ9992都支持100%、60%和20%三段仿真調(diào)光功能,在26V/300mA輸出LED串和85-265VAC寬泛輸入電壓范圍情況下,三段效率分別大于86%、82%和77%。”

  OZ8022A和OZ9992是目前O2Micro開(kāi)發(fā)成功的二種支持三段模擬調(diào)光的LED控制器,OZ8022A是最新一代產(chǎn)品,采用SOT-23-6封裝,OZ9992是前一代產(chǎn)品,采用SOP-8封裝。OZ9995控制器也支持三段調(diào)光,不過(guò),它采用的是PWM調(diào)光技術(shù)。

  郭清泉說(shuō):“OZ8022A是OZ9992的改進(jìn)版,它的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)比OZ9992簡(jiǎn)單得多,因此BOM成本也更低。目前日本家電制造商O(píng)rion電機(jī)已向商業(yè)市場(chǎng)推出基于OZ9995實(shí)現(xiàn)的三段調(diào)光LED燈泡,功率范圍5W到8W,工作壽命長(zhǎng)達(dá)4萬(wàn)小時(shí),Orion下一代4W、6W和9W LED燈泡將會(huì)采用OZ8022A。目前也有多家日本家電制造商正進(jìn)行評(píng)估OZ8022A 和 OZ9992。

  不管是家庭用戶還是辦公室用戶,三段調(diào)光LED燈泡或燈管都可有效地幫助用戶節(jié)省能源開(kāi)支。不過(guò),在實(shí)際使用過(guò)程中,由于不同輸出功率LED燈泡或燈管在60%和20%處發(fā)出的亮度是不同的,因此不少用戶希望對(duì)三段調(diào)光的亮度比例作出調(diào)整,為了滿足所有這些客戶的不同要求,O2Micro這幾年潛心開(kāi)發(fā)無(wú)級(jí)調(diào)光技術(shù),它同樣無(wú)需采用TRIAC調(diào)光器,只需使用墻上電源開(kāi)關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)任意亮度的調(diào)節(jié)。

  郭清泉表示:“這一無(wú)級(jí)模擬調(diào)光技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功,我們甚至已經(jīng)做出樣品,一旦有合適時(shí)機(jī),我們便會(huì)正式宣布。目前我們重點(diǎn)推動(dòng)的還是三段調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器OZ9992、OZ9995和OZ8022A,但長(zhǎng)期來(lái)看,我們將重點(diǎn)推廣無(wú)級(jí)調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器。”

  補(bǔ)充內(nèi)容:如何去掉LED驅(qū)動(dòng)電源輸入和輸出端的電解電容?

  今天的LED照明驅(qū)動(dòng)電源有一級(jí)架構(gòu)和二級(jí)架構(gòu)之分,一級(jí)架構(gòu)指的是從220/110V交流市電直接整流降壓產(chǎn)生一個(gè)恒流輸出驅(qū)動(dòng)LED,二級(jí)架構(gòu)指的是先從220/110V交流市電整流降壓產(chǎn)生一個(gè)中間DC電壓(如48V),然后再經(jīng)過(guò)一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換階段產(chǎn)生恒流輸出驅(qū)動(dòng)LED。

  一級(jí)架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,所需元器件較少,BOM比較低,缺點(diǎn)是輸出紋波較大,一般輸出端需要一個(gè)較大的電解電容(220uF)。二級(jí)架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是輸出紋波小,因此可以去掉輸出端大電解電容,而代之以容量較小的陶瓷電容或薄膜電容。但二級(jí)架構(gòu)會(huì)犧牲效率,一般整體效率只能做到80%以上,而一級(jí)架構(gòu)通??勺龅?0%以上。另外,二級(jí)架構(gòu)成本也會(huì)增加。

  凹凸科技(O2Micro)FAE總監(jiān)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)總監(jiān)郭清泉指出:“如果采用二級(jí)架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)LED照明驅(qū)動(dòng)電源(如隔離反激PFC級(jí)+降壓級(jí)),那么輸出端電解電容就可以被陶瓷電容或薄膜電容替代。至于交流輸入端,由于安規(guī)方面的考慮,總體來(lái)說(shuō)輸入LC濾波器是必不可少的。”

  目前歐美LED通用照明" title="通用照明">通用照明市場(chǎng)要求隔離電源,因?yàn)樗麄儗?duì)安規(guī)和EMC要求較嚴(yán)。隔離電源效率通常在85-88%之間。日本、韓國(guó)、大陸相較而言對(duì)LED照明電源電氣隔離沒(méi)有特別要求,因此通常采用非隔離電源,其效率可做到92-93%。

  OZ9992和OZ9995是針對(duì)非隔離LED照明驅(qū)動(dòng)電源開(kāi)發(fā)的LED驅(qū)動(dòng)器,但它們也可用來(lái)開(kāi)發(fā)隔離型二級(jí)架構(gòu)LED驅(qū)動(dòng)電源。郭清泉說(shuō):“如果采用二級(jí)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)(如隔離反激PFC級(jí)+降壓級(jí)),在第一級(jí)采用PSR控制器OZ8021,在第二級(jí)采用OZ9992或OZ9995,那么輸出端電解電容也可以被陶瓷電容所取代。”

  當(dāng)然,這也不是絕對(duì)的。郭清泉表示,采用Boost PFC+隔離式Flyback架構(gòu)的兩級(jí)方案,Boost級(jí)的輸出電容可以比較小,但這樣會(huì)造成Flyback部分的輸入電壓有較大的波動(dòng)。如果Flyback的環(huán)路帶寬比較寬,就有機(jī)會(huì)在低功率(如10W)的應(yīng)用中采用陶瓷電容作為輸出電容而不會(huì)有閃爍問(wèn)題。

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