AC輸入LED驅動(dòng)器技術(shù)問(wèn)題尚存 未來(lái)趨勢待定

　　眾所周知，商用及家用照明才是今后LED照明的最大市場(chǎng)。目前，在商用及家用LED照明領(lǐng)域，主流都是不更改原來(lái)白熱燈泡及鹵素燈的基礎安裝架構，只是用LED光源代替傳統照明光源。

　　而傳統光源的基礎安裝及供電的架構亦可分成二大類(lèi)：(1)直接使用市電供電的白熱燈泡；(2)從110VAC/60Hz或220VAC/50Hz轉化成高頻(20-60kHz)12VAC來(lái)供電的鹵素燈，即通過(guò)交流電子變壓器由市電轉化成12VAC來(lái)供電。第一種為市電供電的架構，采用AC直接輸入恒流輸出的LED驅動(dòng)器；后者則為通過(guò)交流電子變壓器供電來(lái)的架構，當轉為12VAC輸出后，驅動(dòng)電路便會(huì )采用橋式整流，將12VAC轉成DC電平，然后使用DC輸入LED驅動(dòng)器。

　　美國國家半導體公司(NSC)亞太區市場(chǎng)經(jīng)理黎志遠指出，在家用或商用照明領(lǐng)域，市電輸入LED驅動(dòng)器與DC輸入LED驅動(dòng)器會(huì )因應不同供電基本架構，選擇相應方案。他介紹，NSC市電輸入驅動(dòng)器分別有LM3444、LM3445、LM3450；LM3445及LM3450可支援搭配TRIAC可控硅調光器；DC輸入驅動(dòng)器上有LM340X系列降壓恒流驅動(dòng)器；LM342X系升壓或升/降壓恒流驅動(dòng)器可供選擇。

　　另外，上述亦提到使用LED光源來(lái)替代通過(guò)高頻電子變壓器供電的30W-50W鹵素燈，例如AR111及MR16，但當電子變壓器搭配LED驅動(dòng)電路時(shí)，會(huì )經(jīng)常出現燈光閃爍或引致電子變壓器損壞這兩大問(wèn)題，因此市場(chǎng)上希望有成熟的LED驅動(dòng)器方案可解決此問(wèn)題。黎志遠介紹，NSC亦針對此問(wèn)題推出了LM3492驅動(dòng)器，此方案可模擬傳統的鹵素燈電阻負載特性，來(lái)解決燈光閃爍及損壞電子變壓器問(wèn)題。

　　針對當前AC輸入LED驅動(dòng)器備受部分韓臺廠(chǎng)商推崇的情況，TI半導體事業(yè)部高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理劉學(xué)超表示：“AC輸入LED驅動(dòng)器存在某些需要解決的技術(shù)問(wèn)題，目前還不能斷言它就是未來(lái)的趨勢?！?/P>

　　長(cháng)運通光電技術(shù)有限公司技術(shù)總監文茂強的觀(guān)點(diǎn)則更加犀利，他說(shuō)：“所有的LED驅動(dòng)器都是工作在DC的，市電輸入恒流輸出的LED驅動(dòng)器很少這樣設計，集成整流橋工藝、成本都不允許，市電輸入LED驅動(dòng)器不具市場(chǎng)價(jià)值?！?/P>

　　文茂強表示，當前LED驅動(dòng)器的發(fā)展方向并不統一，難分秋色。長(cháng)運通光電主張發(fā)展“分布式恒流”架構，高壓市電和DC驅動(dòng)都能完美兼顧。他介紹，分布式恒流技術(shù)有高可靠性的原因在于，讓AC電源部分繼續沿用傳統開(kāi)關(guān)電源，采用恒壓的供電模式。開(kāi)關(guān)電源技術(shù)積累會(huì )給LED電源設計創(chuàng )造品質(zhì)條件。在同一功率電源規格下，不用再開(kāi)發(fā)新的電源型號，功率可向下兼容，大大減少電源規格，提高電源統一性。

　　眾所周知，商用及家用照明才是今后LED照明的最大市場(chǎng)。目前，在商用及家用LED照明領(lǐng)域，主流都是不更改原來(lái)白熱燈泡及鹵素燈的基礎安裝架構，只是用LED光源代替傳統照明光源。

　　而傳統光源的基礎安裝及供電的架構亦可分成二大類(lèi)：(1)直接使用市電供電的白熱燈泡；(2)從110VAC/60Hz或220VAC/50Hz轉化成高頻(20-60kHz)12VAC來(lái)供電的鹵素燈，即通過(guò)交流電子變壓器由市電轉化成12VAC來(lái)供電。第一種為市電供電的架構，采用AC直接輸入恒流輸出的LED驅動(dòng)器；后者則為通過(guò)交流電子變壓器供電來(lái)的架構，當轉為12VAC輸出后，驅動(dòng)電路便會(huì )采用橋式整流，將12VAC轉成DC電平，然后使用DC輸入LED驅動(dòng)器。

　　美國國家半導體公司(NSC)亞太區市場(chǎng)經(jīng)理黎志遠指出，在家用或商用照明領(lǐng)域，市電輸入LED驅動(dòng)器與DC輸入LED驅動(dòng)器會(huì )因應不同供電基本架構，選擇相應方案。他介紹，NSC市電輸入驅動(dòng)器分別有LM3444、LM3445、LM3450；LM3445及LM3450可支援搭配TRIAC可控硅調光器；DC輸入驅動(dòng)器上有LM340X系列降壓恒流驅動(dòng)器；LM342X系升壓或升/降壓恒流驅動(dòng)器可供選擇。

　　另外，上述亦提到使用LED光源來(lái)替代通過(guò)高頻電子變壓器供電的30W-50W鹵素燈，例如AR111及MR16，但當電子變壓器搭配LED驅動(dòng)電路時(shí)，會(huì )經(jīng)常出現燈光閃爍或引致電子變壓器損壞這兩大問(wèn)題，因此市場(chǎng)上希望有成熟的LED驅動(dòng)器方案可解決此問(wèn)題。黎志遠介紹，NSC亦針對此問(wèn)題推出了LM3492驅動(dòng)器，此方案可模擬傳統的鹵素燈電阻負載特性，來(lái)解決燈光閃爍及損壞電子變壓器問(wèn)題。

　　針對當前AC輸入LED驅動(dòng)器備受部分韓臺廠(chǎng)商推崇的情況，TI半導體事業(yè)部高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理劉學(xué)超表示：“AC輸入LED驅動(dòng)器存在某些需要解決的技術(shù)問(wèn)題，目前還不能斷言它就是未來(lái)的趨勢?！?/P>

　　長(cháng)運通光電技術(shù)有限公司技術(shù)總監文茂強的觀(guān)點(diǎn)則更加犀利，他說(shuō)：“所有的LED驅動(dòng)器都是工作在DC的，市電輸入恒流輸出的LED驅動(dòng)器很少這樣設計，集成整流橋工藝、成本都不允許，市電輸入LED驅動(dòng)器不具市場(chǎng)價(jià)值?！?/P>

　　文茂強表示，當前LED驅動(dòng)器的發(fā)展方向并不統一，難分秋色。長(cháng)運通光電主張發(fā)展“分布式恒流”架構，高壓市電和DC驅動(dòng)都能完美兼顧。他介紹，分布式恒流技術(shù)有高可靠性的原因在于，讓AC電源部分繼續沿用傳統開(kāi)關(guān)電源，采用恒壓的供電模式。開(kāi)關(guān)電源技術(shù)積累會(huì )給LED電源設計創(chuàng )造品質(zhì)條件。在同一功率電源規格下，不用再開(kāi)發(fā)新的電源型號，功率可向下兼容，大大減少電源規格，提高電源統一性。

　　市場(chǎng)期待TRIAC調光LED驅動(dòng)器

　　傳統白熱燈泡及鹵素燈搭配可控硅(TRIAC)調光器的效果極好，但是一般的AC/DC LED驅動(dòng)方案搭配LED燈并不理想，經(jīng)常會(huì )出現燈光閃爍及引致調光器損壞。因此，市場(chǎng)亦需要LED驅動(dòng)方案可搭配不同型號的TRIAC調光器，使得調光效果可與原來(lái)的白熱燈泡媲美。

　　TI針對室內照明推出了不少外形小巧、支持TRIAC調光的高性能及高可靠性L(fǎng)ED驅動(dòng)器，例如TPS92210。此外，TI還推出了TPS92010，這是TI聯(lián)合Lemnis Lighting推出的一款完整 LED 照明驅動(dòng)器參考板，幫助解決成本、調光以及效率三大問(wèn)題。劉學(xué)超透露，該參考板將于2011年第二季度中期供貨，配套提供的用戶(hù)指南包含原理圖、材料清單以及測試結果，能夠滿(mǎn)足可調光LED燈的設計需求。

　　NSC則推出了LM3445和LM3450兩款調光IC配合多款的參考設計，可配合不同類(lèi)型的TRIAC調光器，設計不同類(lèi)型的LED燈泡，例如筒燈、PAR燈、A燈等等。

　　有業(yè)內人士指出，目前的調光控制解決方案均存在整合度不高，周邊元件多的問(wèn)題。黎志遠坦誠，確有此事，并表示NSC會(huì )繼續開(kāi)發(fā)新的市電輸入的可控硅調光及非調光恒流輸出的LED驅動(dòng)IC，配合不同的參考設計，減少周邊元件甚至輸入EMI濾波器，推出更低BOM成本的LED驅動(dòng)電路板。劉學(xué)超也表示，TI今后將更加深入了解LED照明趨勢與市場(chǎng)需求，采用小型化設計，降低外部組件成本。

　　無(wú)電解電容LED驅動(dòng)方案漸受重視

　　就在上述國際大廠(chǎng)主攻調光控制技術(shù)之時(shí)，不少思路靈活的大陸及臺灣企業(yè)則精簡(jiǎn)架構，拋棄調光功能，走上了輕裝上陣的“實(shí)用主義路線(xiàn)”。

　　臺灣芯巧公司新推出了無(wú)電解電容的LED驅動(dòng)控制方案，該產(chǎn)品大膽舍棄了調光功能，使得周邊原件數量銳減至個(gè)位數，整個(gè)LED驅動(dòng)模塊完全被整合于球形燈泡中。

臺灣芯巧的無(wú)電容LED驅動(dòng)控制模塊與球泡燈(7W)

　　這是一個(gè)專(zhuān)門(mén)針對小功率室內照明的LED驅動(dòng)解決方案。在室內照明尤其是家庭照明中，普通球泡燈對于調光并無(wú)太大要求，相反對成本、壽命等因素更為敏感。該產(chǎn)品大陸地區代理商深圳市聯(lián)盈首銳科技有限公司產(chǎn)品總監谷宗泰介紹，新產(chǎn)品具有壽命長(cháng)(2萬(wàn)~4.5萬(wàn)小時(shí))，成本低(7W燈泡，RMB50元，不含稅)，生產(chǎn)組裝簡(jiǎn)易等特點(diǎn)，同時(shí)提供標準配置和定制化兩種服務(wù)，能夠分別滿(mǎn)足新加入LED照明行業(yè)的廣大山寨廠(chǎng)商和擁有一定技術(shù)基礎的品牌企業(yè)。

　　谷宗泰表示，該無(wú)電解電容LED驅動(dòng)控制方案的主要目標市場(chǎng)是球泡燈和梯形燈管，并已于2010年11月開(kāi)始量產(chǎn)。雖然目前50元人民幣的價(jià)格仍然距離普通消費者有一定距離，但隨著(zhù)大量廠(chǎng)商的加入，產(chǎn)量上升成本自然下降，預計將在2011年上半年掀起一波不小的LED家用照明熱潮。

　　主流LED路燈采用兩級架構

　　在公共照明上，例如LED路燈、隧道燈等，其可靠性及工作壽命最為重要。LED路燈的可靠性及工作壽命除了受到LED的工作溫度影響外，亦受LED驅動(dòng)方案的可靠性及工作效率所影響。

　　LED的溫度及散熱效果對LED照明系統光衰造成莫大影響。路燈熱源除了LED本身以外，LED驅動(dòng)方案的功率損耗亦會(huì )造成發(fā)熱，增加LED的工作溫度。因此，LED驅動(dòng)器的工作效率需要不斷往上提升，以減少對LED溫度的影響及增加LED路燈流明度。

　　除此以外，由于LED路燈于戶(hù)外較惡劣的環(huán)境工作，LED的溫度可能于突發(fā)情況溫度飆升，對LED路燈系統造成嚴重損壞。因此，市場(chǎng)上亟需LED驅動(dòng)方案可探測LED的溫度；如發(fā)現LED溫度過(guò)高，能夠做出自動(dòng)反饋，降低LED的電流，以免對LED造成損壞。

　　黎志遠表示，LED路燈使用于戶(hù)外環(huán)境，工作溫度變化差距可以相當大，因此LED照明驅動(dòng)方案在相當寬闊的工作環(huán)境溫度亦需穩定工作。而NSC所有LED驅動(dòng)IC的工作溫度范圍均由-40℃至+125℃，能滿(mǎn)足路燈在惡劣環(huán)境的工作要求。

　　TI也針對街道照明開(kāi)發(fā)出支持通信，并獲得專(zhuān)利的獨特高效率多變壓器拓撲(AC/DC 效率超過(guò) 91%，并采用恒流驅動(dòng)器)，和AC/DC的獨特解決方案。劉學(xué)超表示，通用照明市場(chǎng)將在未來(lái)10年內淘汰35+B照明設備，TI將更加嚴格地遵守“能源之星”等國際LED照明標準，為L(cháng)ED驅動(dòng)器開(kāi)發(fā)總體解決方案。

　　在LED路燈照明領(lǐng)域，由于輸出功率或光度都比普通商用或家用照明高很多，LED驅動(dòng)設計要求并不一樣。以一個(gè)輸出功率100W的LED路燈為例，若使用1W或3W功率LED，假設使用市電輸出直接恒流的驅動(dòng)器，需將一百顆1W LED或三十多顆3W LED串聯(lián)起來(lái)，輸出電壓便會(huì )相當高，次級超過(guò)60VDC安全操作電壓，申請安規考慮會(huì )較復雜。此外，智能路燈的設計需要光度控制，采用直接市電輸入恒流輸出的驅動(dòng)器相對較困難實(shí)現PWM調光。

　　黎志遠認為，在LED路燈領(lǐng)域，AC/DC恒壓電源加上DC輸入恒流驅動(dòng)器應是LED路燈主流架構。該公司的路燈驅動(dòng)控制IC LM3464，能有效配合AC/DC恒壓電源提升整個(gè)路燈電源方案的工作效率高于90%，而且不會(huì )產(chǎn)生額外高頻噪音，并有效減少路燈電源EMI濾波元件。另外，LM3464支援PWM調光，容易調節LED智能路燈系統的光度，同時(shí)能透過(guò)溫度感應元件探測LED溫度，進(jìn)行LED溫度反饋，避免LED在戶(hù)外惡劣環(huán)境溫度過(guò)高而造成損壞。