怎樣光耦電路降低LED電路的功耗？LED封裝將往什么方面發(fā)展？

　　光耦怎樣降低LED 電路的功耗？

　　光耦似乎能在不同地電勢工作的電路之間實(shí)現簡(jiǎn)單的直流隔離，但這只是表面現象。光耦會(huì )從被隔離電路上吸取電能，轉換相對緩慢，并且具有LED老化的不確定性?，F在有一些不用光耦的替代品，如Analog Devices公司的ADUM12xx或德州儀器公司的ISO72x。本設計實(shí)例將描述一種光耦的簡(jiǎn)單改進(jìn)方法。

　　圖1是兩個(gè)常見(jiàn)的0 V交流同步設計。它試圖通過(guò)相應增加光耦的負載電阻值，以降低光耦的LED電流，從而減少隔離電路的功耗，但結果是較慢和更不確定的開(kāi)關(guān)速度。為實(shí)現較快而干脆的開(kāi)關(guān)，就必須犧牲電源效率；不過(guò)，這種犧牲獲得的優(yōu)點(diǎn)也是有限的，因為電源效率與交流電壓強度呈反向關(guān)系。

　　如光耦在幾乎所有AC周期中均連續發(fā)光超過(guò)標稱(chēng)值，會(huì )導致低的電源效率，以及光耦相對快速的老化。一個(gè)更大的缺點(diǎn)是過(guò)大并且幾乎無(wú)法控制的過(guò)零失真，因為電路的靈敏度閾值依賴(lài)于光耦的參數。圖1中的設計并未提供一種理想的方案。至于效率，根據光耦的電流傳輸比與AC波幅，它們吸入的電流為5mA~100mA。

　　圖2中的設計解決了過(guò)高功耗、不確定開(kāi)關(guān)與LED老化的問(wèn)題，因此非常適合于寬AC范圍的應用。與圖1中的電路相比，圖2的LE

　　D只在接近于零交越點(diǎn)時(shí)才發(fā)光，并從以前充電的電容中獲得能量，因此能將平均電流降低十分之一至百分之一。該設計亦提供更快、更確定和更陡的轉換。此外，也減緩了可預期的LED老化問(wèn)題。圖1中的電阻R1與R2的熱耗不到1.5 W，因此將它們更換為0.1 W器件可以在相同電路板面積上放置更多元件（圖2）。

　　電路的主要元器件包括波幅探測器D1、電容C1和施密特觸發(fā)器Q1/Q2，用于控制通過(guò)光耦LED的電流。D2和D3用于穩定Q2的基極電壓，同時(shí)也穩定了啟動(dòng)光耦的集電極電流。電容C1通過(guò)R1、R2和D1充電。

　　在幾乎所有交流周期內，除接近零交越點(diǎn)以外，Q1都是on，而Q2為off。因此，接近零交越點(diǎn)時(shí)，施密特觸發(fā)器Q1與Q2的狀態(tài)翻轉，Q2使電容C1恒流放電，因為由Q2、D2、D3、R5和R6構成的電路將電流穩定在I = （2 &TImes; VD - VBE2） / R6，其中VD是在D2或D3上的壓降，而VBE2為Q2的基射電壓。

　　施密特觸發(fā)器有天生的遲滯效應，而有些應用不需要這種遲滯，圖3就是這樣一種設計。它亦表示了在不要求D1最小反向電流時(shí)的方法。但這個(gè)電路最適用于純同步和非可控硅控制。由于LED電流的穩定性，這些設計擴展了交流輸入電壓范圍，可能對多種交流供電的小產(chǎn)品很有用；并且是一個(gè)設定LED電流，又沒(méi)有LED過(guò)載的風(fēng)險；并且也減少了對光耦穩定性的影響。這些設計的一個(gè)更大的優(yōu)點(diǎn)是，它們自身就具有更安全的特性。如遇端子短路情況，隔離與非隔離兩側之間的電流比圖1電路能小十分之一至百分之一。光耦亦有優(yōu)點(diǎn)。由于低占空比，可以自由減少光耦負載電阻R8的值，而不會(huì )損失電源效率。這種減小可獲得低的零交越錯誤。

　　未來(lái)LED封裝形式將往那些方面發(fā)展？

　　1、中功率成為主流封裝方式。目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品多為大功率LED產(chǎn)品或是小功率LED產(chǎn)品，它們雖各有優(yōu)點(diǎn)，但也有著(zhù)無(wú)法克服的缺陷。而結合兩者優(yōu)點(diǎn)的中功率LED產(chǎn)品應運而生，成為主流封裝方式。

　　2、新材料在封裝中的應用。由于耐高溫、抗紫外以及低吸水率等更高更好的環(huán)境耐受性，熱固型材料EMC、熱塑性PCT、改性PPA以及類(lèi)陶瓷塑料等材料將會(huì )被廣泛應用。

　　3、芯片超電流密度應用。今后芯片超電流密度，將由350MA/mm2發(fā)展為700MA/mm2，甚至更高。而芯片需求電壓將會(huì )更低，更平滑的VI曲線(xiàn)（發(fā)熱量低），以及ESD與VF兼顧。

　　4、COB應用的普及。憑借低熱阻、光型好、免焊接以及成本低廉等優(yōu)勢，COM應用在今后將會(huì )得到廣泛普及。

　　5、更高光品質(zhì)的需求。主要是針對室內照明，晶臺光電將會(huì )以L(fǎng)ED室內照明產(chǎn)品RA達到80為標準，以RA達到90為目標，盡量使照明產(chǎn)品的光色接近普蘭克曲線(xiàn)，這樣的光才能夠均勻、無(wú)眩光。

　　6、國際國內標準進(jìn)一步完善。相信隨著(zhù)LED封裝技術(shù)的不斷精進(jìn)，國內國際上對于LED產(chǎn)品的質(zhì)量標準也會(huì )不斷完善。

　　7、集成封裝式光引擎成為封裝價(jià)值觀(guān)。集成封裝式光引擎將會(huì )成為晶臺下一季研發(fā)重點(diǎn)。

　　8、去電源方案（高壓LED）。今后室內照明將更關(guān)注品質(zhì)，而在成本因素驅動(dòng)下，去電源方案逐步會(huì )成為可接受的產(chǎn)品，而高壓LED充分迎合了去電源方案，但其需要解決的是芯片可靠性需要加強。

　　9、適用于情景照明的多色LED光源。情景照明將是LED照明的核心競爭力，而未來(lái)LED照明的第二次起飛則需要依靠情景照明來(lái)實(shí)現。

　　10、光效需求相對降低，性?xún)r(jià)比成為封裝廠(chǎng)制勝法寶。今后室內照明不會(huì )太關(guān)注光效，而會(huì )更注重光的品質(zhì)。而隨著(zhù)封裝技術(shù)提高，LED燈具成本降低成為替代傳統照明源的動(dòng)力，在進(jìn)入家庭照明的過(guò)程中，性?xún)r(jià)比將會(huì )越來(lái)越被客戶(hù)所看重。