LED照明驅動(dòng)技術(shù)的現狀與未來(lái)

圖1：LED調光拓撲結構和調光控制分類(lèi)

可調光解決方案的發(fā)展

兩級AC/DC轉換LED電流驅動(dòng)方案曾經(jīng)由于良好的性能和無(wú)輸出電流紋波而被業(yè)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(yōu)越的單級AC/DC轉換LED電流驅動(dòng)方案EM8183后，兩級AC/DC LED電流驅動(dòng)方案逐漸被業(yè)界所放棄。另一方面，線(xiàn)性AC/DC轉換LED電流驅動(dòng)方案已經(jīng)在技術(shù)領(lǐng)域討論和在業(yè)界存在接近十年之久，這一方案因為其在切相調光時(shí)無(wú)法克服的電流紋波和閃爍指數而始終沒(méi)有被業(yè)界接受。目前，單級AC/DC轉換LED調光電流驅動(dòng)方案由于其優(yōu)越的性?xún)r(jià)比已經(jīng)成為L(cháng)ED調光解決方案的主流。這里主要討論單級AC/DC轉換LED電流控制的切相調光和智能接口調光解決方案。

單級AC/DC轉換電流控制方案

切相調光(晶閘管調光)的關(guān)鍵是LED驅動(dòng)器在任何工作點(diǎn)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(mǎn)足正常工作的條件。在這一基礎上，LED驅動(dòng)器在性能上要保證精確的電流控制、足夠的調光器兼容性、平滑的調光曲線(xiàn)、足夠寬的調光范圍、足夠低的閃爍指數等。LED驅動(dòng)器在可靠性上要保證較高的效率、足夠低的熱損耗、無(wú)突出熱點(diǎn)和足夠長(cháng)的產(chǎn)品生命周期。此外，盡量降低LED驅動(dòng)器工作時(shí)的音頻噪聲也是產(chǎn)品成功的關(guān)鍵之一。在上述這些方面，業(yè)界都有很多相關(guān)的專(zhuān)利技術(shù)。其中Marvel l在這一領(lǐng)域擁有超過(guò)70項美國和國際專(zhuān)利保證產(chǎn)品的性能，同時(shí)還能保護公司和客戶(hù)的利益。

作為業(yè)界第一個(gè)單級AC/DC轉換LED電流控制方案，Marvell在2 012年成功推出性能優(yōu)越的切相調光LED 驅動(dòng)芯片EM8183。該驅動(dòng)芯片在業(yè)界推出的最初階段即被LED照明領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)所接受和采用。EM8183 LED驅動(dòng)芯片給相關(guān)的企業(yè)和客戶(hù)帶來(lái)了巨大的利益，并推動(dòng)了照明領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展和創(chuàng )新，并在切相調光的創(chuàng )新上奠定了其在業(yè)界的經(jīng)典地位。繼EM8183之后，Marvell在2014年初又推出了第二代切相調光LED驅動(dòng)芯片EM8187。該驅動(dòng)芯片在EM8183的基礎上，提高了在調光器兼容性、效率和EMI方面的性能，并降低了系統的成本。EM 8187應用了多項Marvel l專(zhuān)利技術(shù)以提高其在兼容性、熱損耗控制、效率、調光性能方面的性能。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(shí)提供了整個(gè)系統極高的可靠性和卓越的性?xún)r(jià)比。

圖2：?jiǎn)渭壡邢嗾{光系統參考電路板圖

圖3：?jiǎn)渭壷悄苷{光系統參考電路板圖

智能調光性能逐步提升

在LED智能調光技術(shù)方面，現階段業(yè)界也主要選擇了性?xún)r(jià)比優(yōu)越的單級AC/DC轉換驅動(dòng)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。因為只需要一個(gè)接口控制信號，因而PWM接口具有連接簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，這也有利于軟件的實(shí)現。但是在低端光通量的工作狀態(tài)下，PWM接口調光方案通常會(huì )有階梯調光的現象，即通常所說(shuō)的低端階梯調光問(wèn)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(gè)連接信號，I2C智能調光可以達到優(yōu)越的性能和平滑的低端光效輸出。更加重要的是，I2C接口除了調光控制之外，還提供了數據采集和傳輸的功能，可實(shí)現并為L(cháng)ED照明的云端接入提供基本的功能單元。Marvell在2014年1月推出了業(yè)界第一個(gè)I2C接口單級AC/DC轉換驅動(dòng)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