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用電源開(kāi)關(guān)實(shí)現LED燈泡無(wú)級調光

作者： 時(shí)間：2011-12-10 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
隨著(zhù)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，特別是在歐美家庭市場(chǎng)，因為很多的白熾燈都在利用TRIAC調光器進(jìn)行調光。盡管CFL節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調光器，因此要順利替代現有的白熾燈，LED燈泡必須支持TRIAC調光，這也是為什么最近支持TRIAC調光的led照明驅動(dòng)方案很紅火的一個(gè)主要原因。
不過(guò)，凹凸科技（O2Micro）FAE總監和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)總監郭清泉指出：“我們應該看到的三個(gè)問(wèn)題是：第一，TRIAC調光器有一個(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調光的LED照明驅動(dòng)方案都做不到支持市面上所有的TRIAC調光器。第三，最大的LED照明燈具應用市場(chǎng)（即全球辦公室照明市場(chǎng)）目前普遍采用熒光燈，其基礎設施中沒(méi)有TRIAC調光器，而這一市場(chǎng)將領(lǐng)先家庭LED照明市場(chǎng)啟動(dòng)?！?/DIV>
為了克服以上三個(gè)問(wèn)題，O2Micro發(fā)明了獨特的三段LED燈泡/燈管調光技術(shù)，采用了正在專(zhuān)利申請之中的模擬調光技術(shù)，它無(wú)需TRIAC調光器，只需利用墻上的電源開(kāi)關(guān)就可以實(shí)現三段調光（100%,50%,20%），無(wú)需RF遙控電路，因此不僅調光成本可做得更低，而且還可以去掉遙控器。
這種三段調光技術(shù)的效率甚至比PWM調光方法還好。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%?！?/DIV>
OZ8022A和OZ9992是目前O2Micro開(kāi)發(fā)成功的二種支持三段模擬調光的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光，不過(guò)，它采用的是PWM調光技術(shù)。
郭清泉說(shuō)：“OZ8022A是OZ9992的改進(jìn)版，它的應用實(shí)現比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電機已向商業(yè)市場(chǎng)推出基于OZ9995實(shí)現的三段調光LED燈泡，功率范圍5W到8W,工作壽命長(cháng)達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)行評估OZ8022A 和 OZ9992。
不管是家庭用戶(hù)還是辦公室用戶(hù)，三段調光LED燈泡或燈管都可有效地幫助用戶(hù)節省能源開(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(hù)希望對三段調光的亮度比例作出調整，為了滿(mǎn)足所有這些客戶(hù)的不同要求，O2Micro這幾年潛心開(kāi)發(fā)無(wú)級調光技術(shù)，它同樣無(wú)需采用TRIAC調光器，只需使用墻上電源開(kāi)關(guān)就可以實(shí)現任意亮度的調節。
郭清泉表示：“這一無(wú)級模擬調光技術(shù)現在已經(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，我們便會(huì )正式宣布。目前我們重點(diǎn)推動(dòng)的還是三段調光led驅動(dòng)器OZ9992、OZ9995和OZ8022A，但長(cháng)期來(lái)看，我們將重點(diǎn)推廣無(wú)級調光LED驅動(dòng)器?！?/DIV>
補充內容：如何去掉LED驅動(dòng)電源輸入和輸出端的電解電容？
今天的LED照明驅動(dòng)電源有一級架構和二級架構之分，一級架構指的是從220/110V交流市電直接整流降壓產(chǎn)生一個(gè)恒流輸出驅動(dòng)LED，二級架構指的是先從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轉換階段產(chǎn)生恒流輸出驅動(dòng)LED。
一級架構的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(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）。二級架構的優(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。但二級架構會(huì )犧牲效率，一般整體效率只能做到80%以上，而一級架構通?？勺龅?0%以上。另外，二級架構成本也會(huì )增加。
凹凸科技（O2Micro）FAE總監和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)總監郭清泉指出：“如果采用二級架構來(lái)實(shí)現LED照明驅動(dòng)電源（如隔離反激PFC級+降壓級），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，由于安規方面的考慮，總體來(lái)說(shuō)輸入LC濾波器是必不可少的?！?/DIV>
目前歐美LED通用照明市場(chǎng)要求隔離電源，因為他們對安規和EMC要求較嚴。隔離電源效率通常在85-88%之間。日本、韓國、大陸相較而言對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是針對非隔離LED照明驅動(dòng)電源開(kāi)發(fā)的LED驅動(dòng)器，但它們也可用來(lái)開(kāi)發(fā)隔離型二級架構LED驅動(dòng)電源。郭清泉說(shuō)：“如果采用二級架構實(shí)現（如隔離反激PFC級+降壓級），在第一級采用PSR控制器OZ8021,在第二級采用OZ9992或OZ9995，那么輸出端電解電容也可以被陶瓷電容所取代?！?/DIV>
當然，這也不是絕對的。郭清泉表示，采用Boost PFC+隔離式Flyback架構的兩級方案，Boost級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，就有機會(huì )在低功率（如10W）的應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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