PSR架構使具有TRIAC調光功能的LED燈更長(cháng)壽

　　匹配傳統TRIAC及無(wú)電解、電容的LED驅動(dòng)器將大行其道。在LED驅動(dòng)器設計革新之下，已大幅改善LED驅動(dòng)器支援TRIAC調光的閃爍及壽命短的缺陷，可望提高LED燈具的附加價(jià)值，并加速市場(chǎng)的普及。

　　無(wú)閃爍及無(wú)電解、電容發(fā)光二極體（LED）驅動(dòng)器方案正持續進(jìn)化。由于市面上推出相容于TRIAC調光的LED驅動(dòng)器仍難克服閃爍與擴大調光範圍的弊病，導致照明系統業(yè)者的採購意愿低落；再加上內建的電解與電容往往是LED燈具使用壽命無(wú)法延長(cháng)的元兇，因而成為L(cháng)ED驅動(dòng)器供應商戮力克服的技術(shù)挑戰。

　　擴展TRIAC調光範圍　LED驅動(dòng)器商競推專(zhuān)利線(xiàn)路

　　為開(kāi)發(fā)出具寬廣TRIAC調光範圍且無(wú)閃爍LED燈具，LED驅動(dòng)晶片業(yè)者正陸續導入自行開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利線(xiàn)路，以突破長(cháng)久以來(lái)的技術(shù)桎梏，加速相容于TRIAC調光的LED燈具市場(chǎng)滲透率擴大。

　　快捷（Fairchild）技術(shù)行銷(xiāo)總監嚴宗福表示，快捷旗下支援TRIAC的LED驅動(dòng)器已導入主動(dòng)式?jīng)鳎ˋctive Bleeder）特有線(xiàn)路，可加大保持電流（Holding Current）範圍，藉此解決LED燈具閃爍問(wèn)題，同時(shí)延展調光範圍達10100%，實(shí)現如傳統光源多層次調光。

　　目前市面上TRIAC調光器規格參差不齊，因此大多數支援TRIAC功能的LED驅動(dòng)器難以符合所有調光器最低的保持電流要求，為執行TRIAC調光，LED驅動(dòng)器須調降輸出電壓，再提供給燈具使用，容易導致導通電流降至0，此將斷斷續續產(chǎn)生照明關(guān)閉的窘境，造成光源閃爍的情況發(fā)生。

　　嚴宗福指出，為解決光源閃爍的窒礙，快捷藉由在LED驅動(dòng)器配備主動(dòng)式?jīng)鲗?zhuān)利線(xiàn)路，擴張保持電流範圍，使具備TRIAC調光功能的LED驅動(dòng)器能支援最小的保持電流，避免TRIAC調光斷電。

　　德州儀器（TI）亞洲區類(lèi)比產(chǎn)品市場(chǎng)開(kāi)發(fā)資深市場(chǎng)行銷(xiāo)工程師周俊宏強調，相較于傳統光源動(dòng)輒數十瓦以上，大多數LED居家照明皆在10瓦以?xún)?，因此導通電流較小，較易引發(fā)光源閃爍的問(wèn)題，有鑑于此，德州儀器已于LED驅動(dòng)器內建自行研發(fā)的解碼（Decoding）專(zhuān)利線(xiàn)路，以偵測TRIAC調降后的輸入電壓，再供應TRIAC調光所需的最低保持電流，確保LED驅動(dòng)器電流可持續導通。

　　另一方面，為實(shí)現如傳統光源的多層次調光，燈具系統商對于更寬廣的調光範圍要求更為嚴苛，從過(guò)去的30100%調光範圍，已進(jìn)階至10100%，此亦增加LED驅動(dòng)器的設計難度。

　　周俊宏表示，現透過(guò)專(zhuān)利線(xiàn)路，大多數LED驅動(dòng)器廠(chǎng)商已能克服擴大調光範圍的技術(shù)難題。事實(shí)上，隨著(zhù)各家技術(shù)迭有進(jìn)展，預期未來(lái)更多適用于TRIAC調光的LED驅動(dòng)器解決方案將會(huì )競出籠，恐將使價(jià)格戰起，不過(guò)，有別于傳統光源及電源的設計架構，應用于照明的LED驅動(dòng)器開(kāi)發(fā)仍須經(jīng)驗累積，因此持續提高產(chǎn)品附加價(jià)值與性?xún)r(jià)比，將為贏(yíng)得更多客戶(hù)青睞的不二法門(mén)。

　　除相容于TRIAC的閃爍窒礙之外，LED驅動(dòng)器亦面臨壽命難以延長(cháng)的挑戰。為達成LED照明標榜的2萬(wàn)小時(shí)使用時(shí)間，快捷、德州儀器、包爾英特（PI）、Maxim等LED驅動(dòng)器供應商已紛紛開(kāi)發(fā)出無(wú)電解和電容的LED驅動(dòng)器方案。

　　延長(cháng)LED照明使用壽命　無(wú)電解、電容方案傾巢出

　　現階段電解與電容壽命最高僅達5，000小時(shí)，且單價(jià)昂貴，不僅無(wú)法符合LED光源使用時(shí)間長(cháng)達2萬(wàn)小時(shí)以上的要求，且墊高LED驅動(dòng)器整體物料清單（BOM）成本，與LED照明系統商的低成本和長(cháng)壽命產(chǎn)品策略背道而馳，無(wú)電解、電容LED驅動(dòng)器方案遂應運而生。

　　嚴宗福表示，LED照明燈具運作溫度高達80100℃，然電解與電容在高溫下容易乾燥，故採內建電解、電容的LED可調光驅動(dòng)器，工作壽命無(wú)法超過(guò)數千小時(shí)，拖累LED照明燈具壽命。

　　周俊宏指出，無(wú)電解及電容的LED驅動(dòng)器方案，雖可縮減成本、體積及壽命，但會(huì )產(chǎn)生輸出電流漣波大的缺陷，造成LED光源閃爍、壽命衰煺及效率下降的問(wèn)題，解決之道是加入線(xiàn)性穩壓器（LDO），抑或藉由控制模式調降LED驅動(dòng)器的輸出電流漣波。

　　在輸出電流漣波下降之下，可改採成本及尺寸較小的陶瓷電容，避免引發(fā)光源閃爍。

　　不僅是匹配TRIAC調光與長(cháng)壽命，為增加外觀(guān)的設計彈性，LED照明系統商對于更小體積的LED驅動(dòng)器同樣需求殷切，正借助反馳式初級側調節（PSR）拓撲架構LED驅動(dòng)器縮減尺寸及成本，加速LED居家照明普及。

　　PSR架構助攻　LED居家照明成本續降

　　LED驅動(dòng)器供應商正積極藉由在PSR內建替代二次側（Secondary Side）的回授電路，以在不犧牲負載電流精準度之下，提供低成本與小尺寸的LED驅動(dòng)器方案，從而降低20瓦以下居家照明成本。

　　亞瑟萊特策略行銷(xiāo)部專(zhuān)案經(jīng)理蘇壬穗表示，相較于二次側架構，PSR線(xiàn)路設計較簡(jiǎn)化，其省卻二次側架構的回授線(xiàn)路及相關(guān)元件如二極體、電解及電容，由于元件數量減少，可大幅降低LED驅動(dòng)器的體積與BOM成本，適用于訴求低成本的居家照明，且符合居家照明微小化燈座的要求。

　　周俊宏指出，為加速擴大LED居家照明市場(chǎng)滲透率，今年照明系統業(yè)者將主打低價(jià)居家照明產(chǎn)品，因此能顯著(zhù)減低成本的PSR架構LED驅動(dòng)器方案更能贏(yíng)得市場(chǎng)的青睞，將是今年德州儀器的布局重點(diǎn)。

　　事實(shí)上，今年上半年，快捷、德州儀器、恩智浦（NXP）、亞瑟萊特等已輪番推出PSR架構的LED驅動(dòng)器方案，足見(jiàn)該產(chǎn)品在LED居家照明市場(chǎng)的熱度。

　　然而，PSR雖免卻回授電路，卻導致難偵測大功率輸出電壓與電流的變化，且易受雜散訊號影響，降低負載電流的精準度。也因此，半導體廠(chǎng)商正藉由在LED驅動(dòng)器置入具備回授功能的專(zhuān)利線(xiàn)路，以提高負載電流的精準度。

　　嚴宗福提到，著(zhù)眼于PSR搭配傳統TRIAC調光為居家與商業(yè)照明大宗市場(chǎng)，快捷已開(kāi)發(fā)出取代二次側回授的專(zhuān)利線(xiàn)路TRUECURRENT，藉此偵測出負載的電流量，再透過(guò)整合反馳式架構、MOSFET開(kāi)關(guān)及TRIAC訊號，運算出精準的脈衝寬度調變（PWM）輸出訊號，提供準確的負載電流，負載電流準確度最高可達±3%。

　　亞瑟萊特更透過(guò)自有線(xiàn)路搭配，將PSR架構LED驅動(dòng)器的周邊元件數減少，藉此縮減成本與體積。

　　蘇壬穗指出，隨著(zhù)更高整合度的居家照明LED驅動(dòng)器方案需求增溫，且為符合美國能源之星（Energy Star）與國際電工委員會(huì )（IEC）對于功率因數校正（PFC）須達0.9以上的要求，亞瑟萊特正試圖在PSR架構LED驅動(dòng)器內整合調光、PFC等元件，戮力減低周邊元件數量達十五顆以下。

　　除亞瑟萊特外，包括快捷、德州儀器、恩智浦等業(yè)者亦已朝此方向發(fā)展，甚至紛紛計畫(huà)于下半年或明年，推出整合金屬氧化物半導體場(chǎng)效電晶體（MOSFET）的更高整合度PSR架構LED驅動(dòng)器方案。

　　相容于TRIAC調光、PSR架構及高整合度方案已為L(cháng)ED驅動(dòng)器廠(chǎng)商共同的產(chǎn)品發(fā)展方向，外商為尋求LED驅動(dòng)器差異化，將持續透過(guò)高整合度，以及附加過(guò)電壓保護（OVP）、過(guò)溫度保護（OTP）、過(guò)電流保護（OCP）等功能，以提高產(chǎn)品附加價(jià)值，避免流于削價(jià)競爭。

　　同時(shí)，為迎合LED照明產(chǎn)業(yè)少量多樣的特性，外商的市場(chǎng)策略亦將改弦易轍，不再僅鎖定大品牌客戶(hù)，而將擴大戰線(xiàn)，積極迎合中小規模照明系統商的需求，恐將壓縮國內中小型規模LED驅動(dòng)器業(yè)者的生存空間。為殺出重圍，臺灣LED驅動(dòng)器廠(chǎng)商正戮力藉由服務(wù)與通路另闢獲利蹊徑。

　　蘇壬穗談到，亞瑟萊特將透過(guò)高度客製化服務(wù)，以及與代理商策略結盟，結合代理商其他代理的LED燈具元件產(chǎn)品，如燈殼等，經(jīng)由規格調整后，組裝成半成品燈具，再提供給燈具客戶(hù)，提高產(chǎn)品的附加價(jià)值，以搶攻更大的客源。

　　在往后LED驅動(dòng)器業(yè)者的產(chǎn)品策略已逐漸無(wú)太大的差異之下，如何突顯產(chǎn)品的差異化與附加價(jià)值，將會(huì )是各LED驅動(dòng)器廠(chǎng)商要面臨的更重要營(yíng)運課題。