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  • CSA成立LED照明及能效验证实验室

    21ic讯 CSA日前正式宣布拓展广州实验室,为其新增能效验证(EEV)测试设备及能力。 CSA集团总裁兼首席执行官Ash Sahi先生表示:“广州实验室的拓展进一步彰显了CSA持续拓展亚洲业务的长期承诺,以为客户提供尖端且创新的本地化测试和认证服务,帮助他们将产品出口至全球市场。CSA在中国及整个亚洲市场的发展对我们全球业务战略,及我们致力成为全球测试及认证行业首选服务机构这一目标至关重要。” 2008年,CSA 与中国检验认证集团(CCIC)合作,在广州成立了合资公司——广东加华美认证有限公司。同年11月,CSA在广州成立了其在华的首个测试认证实验室,进一步加强了对中国市场的承诺。 该实验室位于广州高新技术开发区,占地3,800平方米。此次新建的设施是CSA在广州的第二个实验室。为了满足国内LED照明产品生产厂商对测试和认证服务不断增长的需求,该实验室将提供LED照明测试和认证服务以及能效验证(EEV)能力。这个先进的实验室也将根据多个国际标准为多个行业的众多产品提供测试服务,其中包括燃气具、卫浴和电子产品。 CSA通过聘用熟悉北美和国际标准的高技能工程师、测试专家和技术员工,以帮助客户获得认证,将其产品出口到北美及全球市场。  

    时间:2012-01-16 关键词: LED csa 照明 能效

  • 首尔半导体携新品精彩亮相北京照明展

    21ic讯 2012北京照明展今天在中国国际展览中心盛大开幕,世界著名LED专业企业首尔半导体携新品精彩亮相,先进的专利技术受到国内外各界人士和专业厂商的关注。 本次展会重点推出的新产品是首尔半导体所独有专利技术的交流电驱动LED Acrich2系列模块。与传统的LED相比,Acrich2不需要AC/DC转换,具有使用寿命长,能源消耗低和设计便捷等特点。Acrich2以4W、8W、12W和16W的模块形式推出,能提供一个具有替代性的LED解决方案,它不但能取代40W、60W和100W的白炽灯,同时还能代替MR16卤素灯和筒灯。与首尔半导体之前推出的“Acrich”产品相比,“Acrich 2”的功率因数提升至97%,带来了多于90%的功率效率增幅。同时,“Acrich 2”的总谐波失真(THD)低于25%,符合了不同国家的要求,也符合美国能源部(DOE)及其他机构的要求。通过这项领先的IC技术,灯具制造商可直接把内置了“Acrich 2”的产品插入墙体而无需考虑其他电气条件。 值得关注的是,Acrich2模块近期获得美国 UL(保险商试验所)和加拿大 CUL 双重认证。适用于120伏的8瓦和12瓦产品的四款 Acrich2 模块均获得了美国和加拿大 UL 认证,其中包括 LED 配置与模块、控制器与集成电路驱动。 展会现场,首尔半导体展示了具有先进技术的大功率LED和顶发光LED。首尔半导体的大功率LED系列具有超高亮度,并且消耗电力少。新产品大功率LED ZC系列以板上芯片直装式(COB)封装设计,免去了将LED在金属板上进行表面贴装,让制造商在使用前省去了芯片连接工序。企业客户可在削减制造和管理成本同时显著提高终端产品的价格竞争力。 此外, ZC系列封装采用高反射铝基板,极大地提高了亮度并延长了LED灯泡的使用寿命。与多个LED模组和单个模块连接而成的灯泡相比,利用ZC系列中的单个芯片所开发的LED灯泡,灯光分布将会更均匀。首尔半导体ZC系列提供6瓦、10瓦和16瓦规格,在照明功率上分别可替代40瓦、60瓦和100瓦白炽灯。此外顶发光LED也带来了新产品3020系列,适用于室内照明,球泡灯、平板灯,LED灯管等。 此次展会将从2月29日持续至3月2日,首尔半导体展台展位号:3号馆3H15.

    时间:2012-03-01 关键词: 新品 首尔半导体 照明

  • 宁波佰仕节能照明荣获全球首个欧盟5级CFL认证

    21ic讯 恩智浦半导体NXP Semiconductors N.V. 近日宣布,中国宁波佰仕电器有限公司成为全球首家通过“欧盟非定向家用灯5级生态设计 (Stage 5 of the EU Ecodesign requirements for non-directional household lamps) ”要求的CFL制造商,该要求将于2013年9月1日起生效。宁波佰仕向全球大型零售商提供荧光灯和LED灯,目前,该公司所有紧凑型荧光灯均采用恩智浦的高能效CFL驱动器IC。宁波佰仕的T42U非调光CFL采用基于GreenChip™技术的恩智浦UBA2211驱动器,顺利通过认证,达到并超越了欧盟生态设计要求 (5级) 的第二功能等级,其中包括更长的使用寿命,极高的开关周期,以及故障前的流明维持。 “虽然CFL紧凑型荧光灯可以节省大量能源,但是许多消费者都知道,并非所有CFL都是相同的。 高品质荧光灯的使用寿命相当于低端荧光灯的两倍甚至更长——因而从长远来看,具有显著的成本优势。高品质CFL还在环保方面具有更加出色的表现,因为它们可以减少浪费,”宁波佰仕电器有限公司总裁张立强先生说道,“目前,欧盟针对紧凑型荧光灯的质量、性能和寿命推出了十分严苛的要求。能为全球客户提供5级认证节能灯产品,这令我们深感荣幸。” 除了向整个亚洲的零售商供货以外,宁波佰仕目前还向欧洲和北美的大型连锁零售企业提供LED灯和荧光灯,其中包括法国的家乐福、德国的Aldi和Lidl等等。 恩智浦半导体副总裁兼电源和照明解决方案部产品线总经理Stephane Curral表示:“对于宁波佰仕获得5级认证,我们表示祝贺。同时我们也非常高兴,因为恩智浦GreenChip CFL驱动器是获得认证不可分割的一部分。恩智浦在设计CFL驱动器IC时专门考虑了最为严格的规格要求,因为我们坚信,节能灯的消费者们应当获得最好的照明体验。通过与像宁波佰仕一样的关键客户合作,我们以实际行动证明了采用GreenChip技术的荧光灯完全能够达到这些规格的要求,并可以极大地提高产品质量、延长产品使用寿命。” 恩智浦UBA2211系列拥有完全集成的CFL驱动器和电流控制型预热功能,有利于促进紧凑型荧光灯设计,实现高效电源转换,以及延长CFL使用寿命 (12,000 - 15,000小时)。UBA2211系列旨在为各种荧光灯管和市电电压提供方便的照明负载集成,其具有极小的尺寸,可以为制造商节省大量的原始物料成本 (BoM),为高品质CFL的批量生产创造了条件。  

    时间:2012-03-21 关键词: 欧盟 照明 cfl 佰仕节能

  • 德州仪器推出面向非调光 LED 照明的业界首款双模式离线控制器

    2012 年 3 月 21 日,德州仪器 (TI) 宣布针对其非调光 LED 驱动器产品系列推出一款最新离线式初级侧感应控制器。最新支持功率因数校正 (PFC) 的 TPS92310 AC/DC 恒流驱动器可为 A19、PAR30/38 以及 GU10 等高功率 LED 改良灯泡降低成本,缩小尺寸。 TPS92310 是支持 PFC 的初级侧稳压控制器系列中的首款产品。5 月份,TI 还将推出 TPS92311,其不但具有类似特性,而且还提供一款具有雪崩能量功能的集成型 600 V 功率 FET,可进一步减少解决方案尺寸与组件数量。TPS92310 与 TPS92311 是 TI 离线式 LED 照明控制器系列的新成员,该系列包括业界首款支持全范围及无闪烁调光功能的 TRIAC 可调光 LED 驱动器 National LM3445。  TPS92310 LED 驱动器的主要特性与优势 ·        AC 输入电压支持所有普通线路电压(100V、120V、230V、240V、277V),包括美国商业电压; ·        真正的初级侧感应与调节可提供准确的 LED 电流调节,无需光耦合器、二级误差放大器以及相关无源组件。材料清单比当前解决方案减少 14% 或更多; ·        从两种工作模式中选择: o       自适应恒定导通时间 (COT) 提供内在功率因数校正,无需外部组件。PFC 可减少 EMI 签名,确保通过监管批准; o       峰值电流控制支持低 LED 电流波纹,可最小化频闪效应。 ·        支持零电流检测 (ZCD) 的临界导通模式 (CCM) 可实现谷值开关,能够提高电源转换效率,确保低 EMI; ·        逐周期电流限制、过/欠压保护与热关断可针对故障及非正常工作条件对 LED 驱动器及用户提供保护。             供货情况与封装 采用 10 引脚 MSOP 封装的 TPS92310 现已开始批量供货,可通过 TI 及其授权分销商进行订购。  

    时间:2012-03-23 关键词: 德州仪器 LED 照明 非调光

  • 英飞凌改进面向LED照明的在线设计工具

    2012年3月29日,21ic讯 – 英飞凌科技股份公司(改进其在线设计解决方案——英飞凌照明设计工作平台(Infineon Light Desk),为新推出的AC/DC离线LED驱动器系列产品提供更多的功能和支持。    Infineon Light Desk 是一种基于云的交互式设计和验证环境,能够让开发人员为多种应用选择和配置LED驱动芯片。使用Infineon Light Desk,设计工程师能够找到满足其特殊系统要求的LED驱动芯片。针对所选的LED驱动器,这种工具能够创建一种在线显示在交互式示意图上的定制设计。用户可以通过运行基于Transim WebSIM?的远程仿真技术的系统仿真模型,分析设计的效果。   采用该工具所提供的二次设计功能,用户可以优化LED驱动器初步设计。Infineon Light Desk能够立即下载最终设计的物料清单,以及包括设计数据、示意图和仿真结果的综合性设计总结报告。用户可以储存设计,以便用于未来参考以及在安全的共享工作区内与其他用户合作设计。此外,该工具还有一个由SIMetrix/SIMPLIS 驱动的离线仿真器SimT:该仿真器使用户能够离线运行参考设计,从而缩短仿真时间。用户可以直接从Infineon Light Desk 下载该仿真器。Infineon Light Desk已可支持面向普通照明应用的新型高功率DC/DC LED驱动芯片(ILD系列)以及线性LED驱动芯片(BCR3x 和 BCR4x系列)的定制设计。      为了优化该设计,用户同样可以利用该防真工具的重设计功能选项进行修改不同的参数值进行系统优化防真。      Infineon Light Desk能够立即下载最终设计的BOM单,以及包括设计数据、原理图和仿真结果及防真波形的综合性设计总结报告。用户可以储存设计,以便用于未来参考或与你的内部设计组共享。此外,该平台还提供基于SIMetrix/SIMPLIS 内核的离线仿真器SimT下载,方便用户可以离线防真分析和优化设计, Infineon Light Desk已可支持面向普通照明应用的新型大功率DC/DC LED驱动芯片(ILD系列)以及线性LED驱动芯片(BCR3x 和 BCR4x系列)的自定义设计。      此外,Infineon Light Desk还可支持AC/DC离线LED驱动器的设计。可用于由市电直接输入的LED灯具——例如LED retrofit灯时,这种新型LED驱动器还支持可调光和非调光应用。ICL800xG 和 ICLSx LED 驱动器系列采用准谐振和固定频率工作模式,并具有集成功率因数校正功能。采用初级反馈控制技术(PSR),能够提高系统效率,大大减少元件数量。因此,工程师能够设计出满足其结构紧凑灯具中的LED电源,使其能满足小体积的LED射灯系列。       

    时间:2012-03-29 关键词: 英飞凌 LED 照明 在线设计

  • LED行业生存状况不容乐观 今年4000家遭淘汰

    LED行业生存状况不容乐观 今年4000家遭淘汰

    “2014年LED企业数量多达2万家,仅仅经过一年时间,就减少20%,有4000家企业退出市场。”12月11日,在2015高工LED年会上,高工 LED研究院院长张小飞对包括《每日经济新闻》记者在内的媒体公布了LED行业生存情况的统计数据。实际上,今年以来,LED行业历经价格战和产品同质化等激烈竞争,行业剧烈洗牌,行业内企业两极分化明显。大企业通过并购规模进一步做大,据高工统计,截至11月,LED行业并购金额达到408亿元,而中小 企业则生存艰难,停业退出成常态。 产能相对过剩显现 据高工LED报道,11月30日深夜,深圳市云傲照明有限公司(简称云傲照明)董事长叶宗泽在其个人微信以“不跑路,不失联”为题,宣布由于资金链崩盘,云傲照明正式解散。12月3日,云傲照明在供应商支持下又复工生产。 12月11日,飞乐音响(600651,SH)宣布,拟通过全资子公司收购Havells喜万年,并购涉及资金10.5亿元。值得一提的是,Havells喜万年是一家拥有100多年历史的全球领先的照明技术企业。 上述两宗案例代表的正是当下LED企业的生存现状。 “约4000家LED企业(包含上游芯片、中游封装和下游照明应用)消失,尤其是下游照明企业,到2018年企业数量可能消失一半。”12月11日,高工LED董事长张小飞对《每日经济新闻》记者表示,目前很多中小企业生存状况非常艰难。 “这一年大家过得都很辛苦,市场需求增长速度不及预期,产品性能不断提升,价格却不断下降,竞争愈演愈烈,行业洗牌在加剧。”鸿利光电(300219,SZ)工程技术中心主任李坤锥说。 近几年,照明行业逐步向LED照明时代过度,市场呈现爆发式增长。不过,今年以来,市场需求疲弱,LED产品价格下降,产能相对过剩显现。 根据高工产研LED研究所调查数据,2015年中国LED行业总规模达到3967亿元,同比增长15.1%,而2014年同比增速达到了30.57%。 张小飞表示,在行业增速几乎腰斩的情况下,中小企业受制于资金、客户和渠道,市场运营成本越来越高,产品也在快速更替,市场拓展越来越难,库存压力也越来越大,倒闭和跑路成为行业常态。 行业并购风起云涌 在业内人士看来,尽管照明行业增速放缓,生存艰难,但是却在进行着激烈的行业洗牌,“有规模、重技术研发,有雄厚资本支持的LED企业在未来仍大有可为。”张小飞称。 据高工产研LED研究所数据,LED上游外延芯片领域,2015年芯片企业开机率都达到了85%,LED芯片产量同比增长60%,但产值却只增长了8.3%。 “LED芯片产品大增,产值增长却仅微增,说明芯片价格腰斩惨烈,在严酷竞争下,约有10家芯片企业已停产或退出。”张小飞透露,“现在包括华灿光电(300323,SZ)、三安光电(600703,SH)在内的芯片前五企业占据65%的市场,市场份额越来越集中。” LED中游封装领域情况跟其类似,已经有200家封装企业消失,“封装领域基本都集中在了包括鸿利光电、国星光电(002449,SZ)和木林森(002745,SZ)在内的封装巨头。”张小飞称。 与此同时,LED行业尤其是下游照明企业并购频繁且金额创新高。高工产研LED研究所统计,截至今年11月,中国LED行业并购金额达到408亿元,并购案例53个,对照2014年整年并购金额60亿元,同比增长580%。其中,过亿元并购案例39个,占比为73.6%。 “从去年一整年到今年上半年,LED行业内并购案频繁发生,预计未来两年并购金额累计将达千亿,同时兼并将走向国际化,境外兼并案例也将同步增加。”张小飞表示,“上市公司参与并购的居多,并购主体以下游企业为主,产业链企业淘汰速度不断加快。”

    时间:2015-12-14 关键词: 并购 LED 真心话 照明

  • 第七届郑州照明LED展即将绽放中原

    国务院常务会议5月16日决定安排财政补贴共363亿元,支持符合节能标准的家电、高效照明、节能汽车、高效电机等四大类产品。在此次节能补贴中,对于节能灯、LED灯的补贴将达到22亿元。 根据相关数据显示,去年我国LED产业产值达1540亿元,同比增长22%,产量同比增长超过50%,预计今年在照明产品的带动下,行业产值有望达到2000亿元,同比增长30%。事实上,中国照明市场的巨大潜力一直被国内外LED企业所看好。 作为中部最大的专业照明LED展的行业盛会-2012郑州照明LED展将于2012年9月25日-9月27日,在郑州国际会展中心隆重举行。届时,展出面积将达2万平方米,展商将达到350家左右,也必将成为中部市场最大的照明LED展。 据悉,韬播、蚂蚁照明等国内知名品牌企业将以超大面积亮相2012第七届郑州照明LED展览会,将集中展示LED照明,平板照明,最新洗墙灯等。为抢夺中部照明市场提前做准备。 同时,2012郑州照明LED展还将着力打造中部唯一的LED品牌展会为目标,通过一系列的特殊举措,包括品牌厂商邀展、高端产业峰会、室内照明新技术论坛、上百在建工程、招商信息现场发布等等来提升展会的展商和观众专业度和品质。 2012第七届中国郑州照明LED展览会诚邀相关企业、代理商、经销商9月25—27日相聚郑州国际会展中心参展、参观、采购。

    时间:2012-08-03 关键词: LED 照明

  • 富昌电子荣获“2012中国十大LED照明知名品牌奖”

    21ic讯 富昌电子LED照明事业部于近日在北京钓鱼台国宾馆荣获慧聪网举办的“2012中国十大LED照明知名品牌”奖杯和奖章。富昌电子LED照明事业部以十年以上提供优质LED产品经验、良好的信誉口碑、周到的技术服务得到社会各界的认可,从上千家企业中脱颖而出,成为LED照明行业知名品牌服务企业典范。来自工业和信息化部、行业协会领导、业内专家学者、全国各地的LED行业精英人物、优秀企业及上下游产业链供应商、采购方代表等齐聚一堂,共同见证行业内的辉煌盛事,共同唱响行业的未来发展。 慧聪网评选系列活动推出以来,得到LED行业众多生产厂商、经销商、代理商、用户以及行业媒体的积极响应和大力支持!网络投票、短信、留言不断攀升,据统计,本次LED行业评选活动共有1687家企业报名参与,总票数达978305票,网友发布留言、评论5135余条,各类媒体发布报道368篇,以规模和影响力来看,LED行业十大评选可称为“行业内的奥斯卡”。中央电视台、北京电视台、广东卫视、新浪、搜狐、网易、腾讯、凤凰网、千龙网、腾讯网、搜狐网、和讯网、中国电子信息产业网等百余家大众及行业媒体对本次评选活动进行了多方报道。 富昌电子LED照明事业部销售总监吴伟斌先生表示“非常荣幸参于2012中国LED企业十大评选并感谢LED业界对富昌电子LED照明事业部的认可,我们很荣幸获得这个奖项。 这代表LED业界对富昌电子服务LED企业十年以上工作的肯定, 富昌电子LED照明事业部将继续提供一流的LED系列产品和照明解决方案和我们客户一同成长。”  

    时间:2012-08-07 关键词: 2012 LED 富昌电子 照明

  • CVC威凯成为广东省LED照明标杆体系指定检测机构

    21ic讯 2012年8月,广东省半导体光源产业协会授权CVC威凯为广东省LED照明标杆体系指定检测机构,可开展LED路灯性能和可靠性检测。通过CVC威凯测试的LED路灯能够顺利进入未来三年广东省政府采购目录。 CVC威凯的照明产品检测实验室成立于1985年,拥有二十余年的发展历史,获得中国合格评定国家认可委员会(CNAS)、德国国家认可委员会(DAKKS)等国内外权威机构的认可,能够对照明领域中灯具、控制器、光源、灯座等产品进行全面测试。 此次授权使CVC威凯在原有照明产品CCC认证测试、CQC自愿认证测试、能效标签、国际认证测试的基础上,服务能力获得进一步提升。 (参考阅读:2012年5月,广东省政府召开LED照明产品推广应用大会,会议要求未来三年全省公共照明全部采用LED照明,并要求必须采用广东省LED标杆体系推荐采购目录里的LED照明产品。目前,2012版LED标杆体系的首批产品评定工作已经启动,预计在2012年10月15日前完成并公布LED标杆体系推荐产品目录。)

    时间:2012-09-19 关键词: LED 检测机构 照明 cvc

  • 加强便携式设备中的背光照明

    加强便携式设备中的背光照明

    现在大部分的便携式电子产品,如移动电话、个人电子手帐、导航系统等,都拥有一个需要背光照明的小型LCD显示屏作为用户界面。人们用这些设备来观看高分辨率的相片、影片和上网浏览的时间亦越来越长。这样,人们对具备媒体存储能力的高质亮显示屏的需求变得越来越强烈,对背光LED和驱动器技术的挑战也就越大。现今,虽然白光照明LED主导了市场,但新涌现的红绿蓝(RGB)背光可改良显示屏上的色彩饱和度,因此前景无限。 如今,大部分便携式设备尤其是移动电话中的键盘背光照明以及其他装饰灯都倾向于采用个性的设计方式。然而,显示屏的背光和键盘的背光在要求上是不同的,而且这分别会影响到相关LED的驱动方法。 LED和锂离子电池的改变将会影响背光驱动电路的设计。并且,在便携式设备上增加LED的数目会造成LED驱动设计上的挑战。最常见的挑战包括电源效率、控制界面/可编程能力、方案的大小尺寸、电磁干扰(EMI)和系统成本等。 亮度控制 背光照明LED的亮度控制可经由脉冲宽度调变(PWM)或恒流控制来实现。PWM亮度控制需动用一个恒流驱动器来驱动LED,但需要调节开/关时间才能达到所需的光度。因此PWM控制比直接的恒流控制更加复杂。 恒流控制的好处是没有了连续的开关动作,因此进行亮度调校时,由LED色谱位移而引致的EMI较低。LED制造商将LED按照“群集电流”来分组,并确保LED的表现不会降低。当群集电流改变时,LED的亮度变化会多于设定的规格,因此肉眼能分辨出背光照明LED之间的不同亮度。当使用很低的电流时,上述情况尤其明显。 如果使用PWM来控制亮度,那亮度调节便会在整个范围内呈线性,而且被调节时不会产生颜色上的变化。不过,PWM的变换会产生电磁干扰和可听得到的噪声。该噪声是由陶瓷电容器的压电效应所产生。为了免除这可听噪声,PWM的频率必须高至人耳收听不到的水平,如20kHz。另外一个方法便是使用很低的频率,令应用中的电容器和电路板不会产生共鸣,并保证不会产生出可听到的“啪啪”声(如250Hz)。通过减慢PWM控制的上升/下降沿可有助削减电磁干扰的强度。 背光照明驱动器的拓扑 驱动器拓扑可以分为并联和串联两种。当每一个LED均需要做个别控制时,会使用并联驱动。在背光照明的应用中,所有LED的亮度应该是一致的。但如果使用并联驱动器,LED电流之间可能会出现轻微的失配。幸而,配合最新的驱动器后,这种电流失配就变得微不足道了。因为这些LED的典型亮度容差一般比输出电流中的失配大很多。 当背光照明LED串联在一起时,相同的电流会流通所有LED,使得LED电流间出现百分百的匹配。此外,采用串联驱动后无须为每个LED进行个别的驱动器布线,所以PCB布线变得更容易。由于驱动器输出的正向电压已考虑到了数个LED,因此串联驱动法比并联驱动法稍胜一筹。串联驱动需要高压的升压转换器(如20V)来从锂离子电池中提取足够的电压以驱动数个串联LED。 驱动LED的最普遍方法是用低边驱动器输出,LED输出脚可作为一个恒流下沉(constant current sink)。在这情况下,LED输出和电源电压需要独立的布线。如采用高边驱动器输出,那LED的输出脚便成为电流源,同时只有LED接脚要布线,LED阴极则直接接地。通常,在PCB处都有一个接地面,因此无须进行独立的布线。图1所示为不同驱动方法。 图1 并联高压侧和串联低压侧驱动 白光LED和电池技术 便携式设备一般都用一枚锂离子电池来工作,其电压视所需的电荷介乎  2.8~4.3V之间。白光LED正向电压一般为3.5V,这是单一的锂离子电池通常不能驱动的,因此需要采用升压式DC/DC转换器。转换器可以是电容式(电荷泵)或电感式(磁力升压)。由于电荷泵的体积较小,一般都会用在并联LED驱动器上。至于磁力升压转换器,一般都会用于高压的串联驱动器内,原因是电荷泵技术所能达到的输出电压还不够高。转换器输出电压的调节可以通过LED正向电压的感应来自动(适配性)履行,或者用户可根据LED正向电压的规格来设定一个恒压。 未来,新型锂离子电池和LED技术将会为LED驱动带来新的挑战。配合最新的化学成果,电池电压的范围将扩大到2.3~4.7V,而典型的白光LED正向电压将会下降至2.9V。与此同时,输出驱动器的饱和电压都会随着下降。当采用并联驱动时,要高效地驱动一个2.9V的LED,就需要动用一个升降压转换器。图2所示为由电池、驱动器和LED技术的进步所带来的效果。  图2 电池和白光LED正向电压的技术进展 RGB LED背光照明 一般而言,小型LCD显示屏背光照明都是用一组白光LED来实现的。可是,使用白光LED的问题是其光谱对光复制并不是很理想。原因是白光LED其实就是在蓝光LED面上加上一层黄色磷光剂。这样便造成光谱有两个波峰,一个在蓝色而另一个在黄色。图3给出一个典型的白光LED与RGB LED光谱比较。 图3 典型白光LED与RGB LED光谱的比较 LCD显示屏会划分为三个主色区格:红、绿和蓝,色彩是由这三种主色混合来定义。要把适合的颜色过滤到每一个色格,那便需要使用颜色过滤器。颜色过滤器会浪费大部分的光学能量,即使在过滤后也一样,因此穿过LCD后的色谱并不理想。如此一来,采用白光LED背光照明可以在LCD屏面上产生出最多75%的NTSC(美国国家电视标准委员会)色彩(传统LCD显示屏上的红色端边处的限制尤甚)。然而,当使用RGB LED来做LCD显示屏的背光照明时,色彩复制可以覆盖100%的NTSC色彩,从而令到颜色更光亮、画质更高。假如配合优化的颜色过滤器,那所浪费的能耗可比白光LED背光照明来得更少。图4所示为一个LCD显示屏的结构。               图4 LCD 显示屏的构造 使用RGB背光时,当LED温度改变时,驱动器必须更正红、绿和蓝三主色间的亮度平衡,以防出现白点位移。此外,还需保证驱动器在任何操作温度下维持光的正确强度。而在补偿方面,可以用闭环或开环形式。若使用闭环补偿,便需采用感光器来测量白点和其强度。相反地,如使用开环补偿,那温度便需事先量度出来,并通过预先定义好的补偿曲线来调节亮度的平衡。 美国国家半导体的LP5520就是RGB背光照明驱动器的一个例子,它是一个开环补偿式LED驱动器。图5所示为开环颜色补偿的原理。其中,温度补偿曲线是用现实应用中的RGB LED来量度的,这些曲线被编程在芯片内部的EEPROM存储器中。该芯片被集成到LCD显示模块上,而模块的制造商会在生产时为补偿曲线编程。此外,RGB LED背光亦可用作优化颜色过滤器。     图5 开环颜色补偿的操作原理 键盘背光照明和其他装饰灯光 与显示屏背光照明比较,键盘背光照明拥有一些特别的要求。键盘背光照明所要求的颜色不一定需要白色,可以是其他任何颜色。时下,便携式设备中的键盘照明和其他装饰灯的设计趋向是产生更多的灯光效果。显示屏的背光控制通常都是采用淡入/淡出的开/关方式,但装饰灯的控制则比较复杂。通过采用RGB LED作键盘的背光照明,只要简单地改变红、绿和蓝LED间的亮度平衡,便可改变颜色和设备的整个外观。这样,设计人员便可凭借软件控制来为便携式电话或其他便携式设备加添独特的个性。 对于一些复杂的照明次序,诸如不同颜色间的渐变,除了需有一个简单的生效控制接脚外,还需用到一个比较精密的控制方法。在这方面,I2C控制总线便被广泛应用到各式便携式设备上,原因是它只需通过两条电线便可为控制LED驱动器提供很大的灵活性。再者,LED控制不会应用I2C的所有频宽,因为实时控制LED的亮度会产生出一定程度的I2C传输量。 新LED驱动器,例如美国国家半导体的LP5521,可以通过加入内部存储器和执行核心来为有次序的照明提供最低限度的实时控制。照明次序在通电后会写入一个内部的存储器,之后外部的触发器接脚或I2C写入会用来启动这个照明次序。当照明次序在运行时,无须进行处理器的控制。例如当电话处于备用状态时,应用处理器可以进入休眠模式,但LED仍可履行复杂的照明次序。这些次序可包括时延、上下走动、闪烁、回转和触发信号的收/发。 为了进一步减低功耗,最新的LED驱动器均拥有一个自动节能操作模式。其中的DC/DC转换器只有锂离子电池的电压不足以提供给LED时才会被启动。此外,当照明次序于内部运行时,驱动器还可在LED不活跃时关闭所有不需要的功能,此举可显著减低电流的平均消耗量。  配合微小的LED驱动器,可创制出分区化照明方案,也就是说将LED驱动器放到LED的附近。这样,进行PCB布线就更容易,而且还可减轻电磁干扰的问题。针对分区方案的驱动器会设有外部的控制接脚,以用来同步化多个驱动器,从而造出有趣的灯光效果。 结论 对于驱动背光照明LED而言,这里有几种驱动器拓扑,具体选择要视应用而定。毫无疑问,即将出现的全新锂离子电池技术和更低正向电压的白光LED必会为驱动器的设计带来新的挑战。 用做LCD显示屏背光照明的RGB LED一般都会应用在高档的便携式电话或其他设备上,这些应用均要求高素质的画面和颜色复制。此外,配合适当的驱动器、LED和颜色过滤器,采用RGB背光照明比白光LED更省电。 可编程性是时下最先进的键盘背光照明驱动器的一个主要功能,除了较易控制外,还能节省系统能耗。此外,可编程LED驱动器还可为个人化的便携式电话创造出更多有趣的灯光效果。

    时间:2008-02-24 关键词: 设备 背光 便携式 照明 电源技术解析 加强

  • 针对不同LED照明应用的安森美半导体电源解决方案

    针对不同LED照明应用的安森美半导体电源解决方案

    与传统的光源相比,发光二极管(LED)具备众多的优点,如工作电压低,能效高,很小巧并产生定向光。它们能够提供极宽广的色彩以及白光,不产生红外(IR)或紫外(UV)辐射,而且由于它们是固态器件,在机械上很强固,并且不含汞,在恰当设计和使用时能够具有超过5万小时的工作寿命,远长于标准白炽灯的1千小时寿命。此外,它们还完全可调光。这些优点使得LED的应用越来越广泛,如今已拥有众多的应用市场,如建筑景观照明、交通信号灯、显示屏、零售、中小尺寸液晶显示屏(LCD)背光、汽车和太阳能等,并在街道照明、住宅照明乃至中大尺寸LCD背光方面拥有越来越大的发展空间。   高亮度LED对于照明设计、全球能源节省和创新产品具有重大意义,对催生固态照明革命至关重要。这种革命需要一种整体性的途径,在这其中,LED与电源转换和控制电子器件以及热管理解决方案和光学器件集成在一起。   LED照明应用的电源解决方案 如上所述,LED本质上是低电压器件;根据色彩和电流的不同,LED的正向电压介于不足2 V至4.5 V之间。此外,LED需要采用恒定电流来驱动,从而确保获得所需的发光亮度和色彩。这就需要相应的电源转换和控制解决方案能够适应不同的电源,无论是交流线路、太阳能板、12 V汽车电池、直流电源或低压交流系统,甚至是基于碱和镍的电池或锂离子电池。   作为一家全球领先的高能效电源半导体供应商,安森美半导体专注于运用自身的低电压和高电压技术以及在电源管理解决方案方面的专长来应对LED照明所面临的挑战:无论是便携显示产品、汽车内部照明或LED信号灯的镇流器。在下文中,我们将结合LED照明的多种不同应用,如建筑、工业、汽车和便携应用等,讨论安森美半导体相应的驱动电源解决方案。   1)可集成最高700 V高压FET的离线型AC-DC开关电源解决方案 图1(a):输入功率小于10 W的LED照明解决方案功能框图     安森美半导体在将电源从交流主电源转换为功率等级在几瓦至几百瓦范围之间、适合多种不同应用的可用能源方面拥有丰富的经验。安森美半导体开发出了结合高压开关晶体管和中等电压模拟电路的极高压集成电路(VHVIC),针对宽广的功率需求提供集成了高性价比解决方案。安森美半导体提供多种固定频率控制器和转换器,将电压高至700 V的高压场效应管(FET)集成至简单、经济、元件数量少的解决方案之中。   这类解决方案包括三个方面: 单片交流-直流(AC-DC)恒流驱动器,功率范围在5至15 W之间,如NCP1013、NCP1014和NCP1028等。  NCP系列离线控制器,同时包含隔离型和非隔离型,功率高达150 W。安森美半导体提供用于街道照明、具有单段式功率因数校正器(PFC)的参考设计。                  图1(b):输入功率介于10至25 W的LED照明解决方案功能框图     PFC解决方案              对于功率低于25 W(230 Vac)的较低功率应用而言,最常用的是集成电源开关稳压器,因为它可以将元件数量减至最少。高于这个功率范围,则可以使用控制器,因为控制器为设计人员在选择这种应用最适合的高压FET方面提供灵活性。控制器既可用于隔离应用,也可用于非隔离应用,而安森美半导体提供多种不同的增值特性,允许设计人员针对其具体设计要求优化设计。   图2:NCP1351离线式LED驱动器参考设计。     图2显示的是安森美半导体NCP1351离线式LED驱动器参考设计。这参考设计的输入功率范围介于85至265 Vac之间,具有尺寸小、成本低、良好线路稳压等特性,在20 W负载具有80%的高能 效,并集成了过载保护和短路保护等安全特性,最大尺寸仅为125×37×35 mm。     图3(a):传统的2段式PFC架构。     IEC1000-3-2标准设定了限制注入至交流线路中谐波的规范。就照明应用而言,如果输入功率大于25 W(C类),这个规范就会适用。此外,即使在某些地区并不要求遵从这项IEC规范,也可能对最低功率因数提出要求。这样一来,这些应用中就需要前端PFC控制器。增加这样一个段会导致符合能效和空间等其它 系统要求方面的困难,除非作出明智的选择。   图3(b):改进的单段式PFC架构。     幸运的是,安森美半导体深刻理解这些挑战,拥有创新的PFC控制器产品阵容,符合设计人员对简单、紧凑和强固解决方案的期望。安森美半导体不仅支持传统的2段式应用,也推出了数款进一步简化设计的独特解决方案,如NCP1651单段式反激控制器。 NCP1651在单芯片解决方案中集成了功率因数校正和转换器,带有外部FET,允许根据所需功率实现可扩展的解决方案。NCP1651具有隔离型降压功能,支持连续或不连续模式操作,并支持平均电流模式控制(ACMC)和固定频率控制,其高精度乘法器可用于降低总体谐波失真(THD)。它还具有过温关闭和外部关闭等功能。这款单段式PFC控制器适合于电子镇流器、街灯、交通信号灯和照明等应用。   对于输入功率介于25 W和60 W之间的LED照明应用而言,可以采用NCP1351这样的PWM控制器;对于输入功率在60 W至150 W范围而言,PWM控制器可以采用NCP1271;输入功率在150 W至300 W范围的,可以采用NCP1396这样的PWM控制器。而对于25 W至300 W的输入功率范围而言,都可以采用临界导电模式(CRM)的PFC控制器NCP1606。   2)宽输入范围的中等电压LED应用DC-DC电源解决方案 除了便携供电应用,还有一系列高亮度LED应用工作在8至40 VDC范围的电源,这些电源包括铅酸电池、12-36 VDC适配器、太阳能电池以及低压的12 和24 VAC交流系统。这类的照明应用众多,如活动式照明、景观和道路照明、汽车和交通照明、太阳能供电照明,以及陈列柜照明等。   表1:宽输入范围的DC-DC LED应用   即使目标是采用恒定电流驱动LED,首先要理解的事件就是应用的输入和输出电压变化。LED的正向电压由材料特性、结温度范围、驱动电流和制造容限决定。凭借这些信息,就可以选择恰当的线性或开关电源拓扑结构,如线性、降压、升压或降压-升压等。   对于输入电压小于40 V的LED应用而言,如果输出电压小于输入电压,则选择降压拓扑结构。在此基础上,再根据输出电流来进行选择。若输出电流大于1.2 A,则可采用设计用于为高亮度LED供电的1.5 A恒流开关稳压器NCP3065。这器件拥有额定值235 mV的极低反馈电压,适合对LED串的平均电流进行稳流。它拥有高至40 V的较宽输入电压范围,使其能够工作在12 Vac或12 Vdc电源。NCP3065还提供适合汽车级应用的版本—NCV3065。只需采用极少的外部元件(如MOSFET或低VCEsat开关),NCP3065开关稳压器即可配置为降压、升压或SEPIC等拓扑结构。这使得它还能用于电流小于1.2 A的应用。对于电流小于1.2 A的应用,还可采用NCP1215+MOSFET来构成降压转换器。对于电流小于500 mA以及输入电压接近输出电压的应用而言,可以采用NUD4001这样的恒流线性驱动器。   如果输出电压大于输入电压,则选择升压拓扑结构。在此基础上,如果是低压电池供电应用,则可以选用NCP5005、NCP5604、NCP5608和NCP5050这样的低压LED驱动器;如果不是低压电池供电应用,再看其输出电压值,如果大于40 V,同样可以采用NCP3065开关稳压器,这时候NCP3065结合外部NMOS MOSFET配置为升压控制器结构;否则,还要看开关电流来确定。如果开关电流大于1.3 A,则采用结合MOSFET或低VCEsat开关、配置为升压控制器的NCP3065;如果小于1.3 A,采用配置为升压转换器的NCP3065。   除了单纯的降压或升压拓扑结构,在某些环境下,也需要降压-升压拓扑结构,如从标准电源输入端驱动LED串;此外,在输入电压和LED负载电压交叠的场合中使用这种拓扑结构也很常见。而NCP3065也能够配置为降压-升压控制器。这种架构需要2个电源开关。虽然NCP3065本身也包含1个电源开关,但我们可以使用1个低VCEsat PNP/NPN对管来获得更高转换效率。这是一种可扩展的方案,整流器和电源开关都能够根据具体的输入和输出电压以及电流电平来调整。值得一提的是,诸如NSS40500UW3这样的低VCEsat晶体管采用小巧的2×2 mm封装,提供极佳的性能。   图4所示的是功率最高达12 W的NCP3065降压-升压电路。这电路设计用于电流高达0.7 A的应用,输入电压范围可达8至26 Vdc。输出电压Vout为16 Vdc @ 700 mA和输入电压Vin为13-26 Vdc时,能效可达72%至80%。    图4:功率高达12 W的NCP3065降压-升压电路   LED便携背光应用电源解决方案 白光LED和RGB三色LED广泛应用于小尺寸LCD面板和键盘的背光以及指示灯应用。在手机和数码相机应用中,高亮度LED还可用作闪光灯电源。这些应用需要优化的解决方案,不仅要能够最大限度延长电池使用时间,同时还要最大程度减小PCB占用面积和高度。   在这类LED背光应用中,既可以采用线性稳压器,也可以采用开关稳压器,各有其优势。线性稳压器结构比较简单、设计简单、成本低、噪声低、尺寸小、静态电流低。而开关稳压器的能效较高,可达70~85%。安森美半导体根据用户的应用需求,提供多种类型的解决方案。在开关稳压器解决方案方面,就同时提供电感型和电荷泵型这两种类型。具体而言,电感升压驱动器NCP5005 , NCP5050具有高能效和高输出电压的优势,其能效高达90%以上,而且大多能够驱动多达5个串联LED(输出电压达21 V)。此外,由于LED采用串联连接,这种类型的器件也具有理想的照明/电流匹配特性。由于无需电感,电荷泵型驱动器NCP5602, NCP5612, NCP5623有助于造就小型紧凑的解决方案,而这对应用中小尺寸LCD的便携产品而言显得犹为重要。这种类型的驱动器配备低成本的电容和电阻,能够造就成本更低的解决方案。这种驱动器可以驱动1至3个LED,适合于小型器件的背光应用。   除了LCD,有机发光二极管(OLED)这种新兴显示技术近年来也开始应用在便携设备乃至中大尺寸平板电视之中。市场上最初出现的是无源矩阵OLED(PMOLED),由于其驱动拓扑结构的原因,其显示尺寸局限在1.8英寸及以下,常用于MP3播放器和手机副屏之中。更新的有源矩阵OLED(AMOLED)技术则没有显示尺寸方面的限制,它比LCD具有多项重要优势,如宽广的视角、高对比度、极快的响应时间和纤薄的厚度,这得益于它消除了背光的需要。AMOLED面板被用于手机的主显示屏及MP3播放器等。   安森美半导体在市场上率先推出了专用的有源矩阵(AMOLED)面板稳压电源IC—NCP5810D。NCP5810D双输出直流-直流转换器在1.75 MHz振荡器频率下整个电源能效高达83%。它具有极佳的线路瞬态抑制能力,在25 mA电流时线路瞬态电压为5 mV。为了适应AMOLED显示屏纤薄的外形,该转换器可转换至1.75 MHz的高频,可使用体积较小的电感器和陶瓷输出电容器。其0.55mm厚的超薄封装,使NCP5810D适用于最薄的便携式产品设计中。此外,它在关机模式下的断电功能,将泄漏显示电流限制在1微安,节约了关机状态下的电池电源。NCP5810D还具有逐周期峰值电流限制和热关机保护功能。 NCP5810D采用超薄的3.0mm×3.0mm×0.55mm LLGA-12封装。   图5:安森美半导体AMOLED稳压电源IC NCP5810D的功能框图。   除了LCD背光和AMOLED电源应用,安森美半导体还推出面向相机闪光应用的LED驱动IC,如NCP5680等。以NCP5680为例,这是一款带超级电容(supercap)的双LED闪光驱动器,能够以2.5 A或更高电流驱动2个高亮度LED。它采用I2C控制,具有内置闪光序列。它的感光功能在明亮环境下可以限制闪光时间,从而节省电能。这器件使用超级电容来支持音频等其它大峰值电流的电路,还具有短路保护等保护功能。这器件于2008年7月开始量产。 图6:安森美半导体的超级电容LED驱动器NCP5680的应用示意图。       总结 凭借着工作电压低、能效高、色彩丰富、产生定向光、无汞等众多优势,LED技术在建筑、交通、汽车、太阳能、LCD背光、汽车和住宅照明等领域获得越来越广泛的应用。作为全球领先的高能效电源解决方案供应商,安森美半导体提供丰富的LED驱动电源解决方案产品系列,满足从高压离线型AC-DC开关电源到宽输入范围的中等电压LED电源以及便携产品背光和闪光驱动应用的广泛需求,并提供一些相关的参考设计,帮助客户缩短开发时间,加快产品上市进程。

    时间:2008-07-09 关键词: 半导体 安森美 LED 解决方案 照明 电源 电源技术解析 应用 针对 不同

  • 中国LED室内照明市场今年增长110%

    记者日前从高工LED举办的第三届G20-LED峰会上获悉,2012年中国LED室内照明产值达300多亿元,即2013年这个市场规模将达到630亿元。期盼中的LED照明时代来临了,但是厂家却没有盆满钵满,有的口袋更瘪了。市场没有年初预期那么乐观,营收增长没有想象那么多,利润却越来越薄。但是,2010~2013三年间,LED照明产品价格年均下降幅度超过20%。这既带动了LED照明市场的快速成长,也给产能过剩的LED行业带来巨大压力。从国内LED上市公司2013年三季报的业绩看,“增收不增利”成为LED上下游企业共同面对的难题。高工LED的董事长张小飞预测,未来五年,尤其是在未来三年,大鱼吃小鱼,快鱼吃慢鱼,中国LED行业的“洗牌”将真正来临。LED照明时代之囧对比2012年,今年LED照明市场已经回暖,订单明显增多。张小飞预计,今年中国LED上下游总产值2638亿元,同比增长28%,明年LED行业产值会超过3200亿元,其中应用领域的产值大约占70%,而室内和户外照明又占了其中的很大比例。但从上市公司业绩看,今年前三季,LED芯片巨头之一的德豪润达(002005.SZ)收入22.7亿元,同比增长17%;净利润5027万元,同比下降56%。封装大户瑞丰光电今年前三季,实现营业收入5亿元,同比增长48%;净利润为4541万元,同比增长25%。瑞丰表示,由于研发投入加大、人员工资及股权激励费用、办公费用发生较大幅度增长和行业竞争激烈导致产品毛利率下降,净利润的增长低于销售收入的增长。另一家封装企业鸿利光电,今年前三季收入近5亿元,同比增长24%;但净利润为3650万元,同比下跌19%。应用环节也一样。勤上光电今年前三季,营业收入8亿元,同比增长35%;净利润8785万元,同比下跌近5%;扣除非经常性损益的净利润8668万元,同比下跌近4%。为何增收不增利?产能过剩、价格竞争激烈,是主要原因之一。“今年LED芯片价格下跌了20%~30%”,同方股份副总裁王良海向本报记者说,同方LED芯片业务今年第一季比较困难,第三季度末开始好转。由于行业产能过剩,同方LED芯片生产基地规划产值近30亿,现在只实现目标的30%。“LED行业要彻底好转还要一两年。”一边市场竞争激烈,另一边却是研发、人力成本上升。“费用挺大的”,鸿利光电董事长李国平坦言。政府补贴减少也是重要因素之一。如,勤上光电今年前三季获得政府补贴约243万元,比去年的1100多万元减少了七成。“产业逐步成熟,政府扶持减少是必然趋势”,勤上光电副总经理祝炳忠认为。此外,为了拓展民用LED照明市场,渠道建设上投入很大,这也影响了业绩。祝炳忠表示,工程照明是勤上的传统优势,民用照明的渠道布局着眼于中长期,收益在将来。未来五年产业大洗牌现在仿佛黎明前的黑暗,中国LED行业整合已经箭在弦上。“未来五年产业大洗牌,”张小飞大胆预测,中国本土芯片厂最终存活不会超过12家,大部分上游企业死亡,存活率30%左右。中游封装厂1750家,未来只有40%能生存。下游上万家LED照明企业的死亡率也将超过50%。这并非危言耸听。合纵连横正不断上演,尤其上游芯片厂加快向下游渗透,今后将是供应链之间的竞争。德豪润达去年年底与雷士照明强势结盟,成为后者大股东。今年上半年雷士业绩好转,收入16.89亿元,同比上升4.6%;净利润8123.4万元,同比上升92.3%;其中LED销售收入2.82亿元,同比增长233.9%。最近,德豪和雷士拟斥资8000万元,组建合资建封装厂。另一LED芯片巨头三安光电,以23.52亿元新台币收购台湾璨圆光电19.77%股权一事,今年10月圆满“收官”,成为璨圆光电第一大股东。近日,三安与阳光照明成立合资公司,共同研发LED照明产品,一起开拓LED照明的渠道。而同方已经与鸿利光电建立了战略合作关系。李国平说,以前鸿利80%的芯片都用台湾或洋品牌,现在90%用大陆产芯片。王良海则惺惺相惜地说,“我们两个合作的这一年,不管是对同方还是鸿利,大家在市场开拓方面做了很多工作,也抢占了很多市场。”中游的封装大户,也向下游的照明市场延伸。像木林森去年开始推自己的照明产品。木林森股份有限公司总经理林纪良介绍说,现在已经有直供的流通代理和项目代理52家,县市级分销商500个,8000个终端零售点。有了渠道,木林森将从光源,进一步拓展到灯具,“明年希望直管灯、灯泡每月产销量各做到2000万~3000万盏,灯具每月做到100万个以上。”在下游,闻到了LED照明市场的香味,LED显示屏企业也游过来分一杯羹。洲明科技今年花484万元增资上海瀚源,握有后者20.59%的股份。瀚源在天猫上已经连续三年成为LED灯带的销售冠军。LED显示屏市场已经饱和,而传统线下的照明渠道又被雷士、欧普、飞利浦、欧司朗等巨头主导,所以,洲明想通过低成本的新兴电商渠道,快速切入LED照明领域。正如林纪良所说的“(渠道)越投入发现越难搞”,许多LED照明企业都感叹渠道投入是一片沼泽地。张小飞建议,在这个战火纷飞的局面中,一定要找准自己的产品定位,再选择匹配的渠道,是做工程渠道、批零渠道、海外市场还是替人代工,否则很难盈利。

    时间:2013-12-09 关键词: 智慧城市 中国 照明 增长 室内

  • 通用照明市场中的高亮度LED驱动挑战暨安森美半导体解决方案

    通用照明市场中的高亮度LED驱动挑战暨安森美半导体解决方案

    近年来,随着绿色环保团体不断扩大节能环保界线,各个规范标准组织不断发布新的能效标准,同时,终端产品不断向更高集成度和更小尺寸的方向发展,降低能源消耗、提高能源使用效率已经成为全球众多国家的政府、行业组织、半导体公司、电子产品制造商及消费者所共同关注的一项焦点。 如果我们审视各个应用领域的电能消耗,根据预计,全球大约有19%的电能是用于照明。这部分的电能消耗比例相当可观,有鉴于此,业界不断致力于寻求面向通用照明市场的更加节能高效的照明解决方案。 通用照明市场的不同光源对比从具体应用来看,通用照明市场涵盖的领域非常广泛,包括建筑物照明、标志、景观照明、零售、信号灯、街道照明和住宅照明等。在通用照明市场,目前常用的光源包括白炽灯、紧凑型荧光灯(CFL)、线性荧光灯、高强度气体放电灯(HID)以及新兴的高亮度发光二极管(HB LED)等。 如果我们基于能效基准对不同光源进行比较,那么用于衡量照明的一个重要指标便是总输出流明与输入功率比,以每瓦流明数(lm/W)来衡量,称作能效(efficacy)。在不同的照明解决方案中,白炽灯的能效相对较低。对于标准的60 W白炽灯而言,其能效范围介于10至13 lm/W之间(总输出为600至800 lm)。相对而言,CFL的能效要高得多,典型能效达55至60 lm/W。不过,CFL属于全方向照射,安装在灯具中时,光会被直射、反向或遮蔽,从而带来光损耗,使得55 lm/W的CFL灯具的净能效仅在28至50 lm/W之间。其它的光源,如HID也拥有着比白炽灯更高的能效,1款100 W金属卤素HID灯 大约可以产生8,000流明的 输出,即能效在80 lm/W;不过,象CFL一样,HID的光输出是全方向,在灯光投射路径上会有大量的损耗。 图1:不同光源的能效发展趋势对比。 相比较而言,LED是一种新兴的光源技术。最常见的白光LED是镀磷(激发时会发黄光)的蓝色LED。LED拥有着越来越高的能效,业界近期宣称的最强的白光LED研发能力达到了132至136 lm/W,色温达(4,500-6,000K)。实际上,近年来,业界在将LED用于通用照明市场的兴趣不断增加。对于通用照明而言,LED拥有众多具有吸引力的特性。例如,它本质上是一种低压器件,它们体积小巧,产生定向光,能够产生多种色彩以及白光。它们产生红外(IR)或紫外(UV)辐射,而且由于它们是固态器件,它们在机械上很强固并且不含汞,在恰当地设计和使用时能够具有超过5万小时的工作寿命周期。与寿命为1千小时的标准白炽灯相比,LED的寿命就要长得多。对于需要长时间连续工作、可能的用量有限、拥有很多极端应用环境的照明应用而言,或者是在地理上难于接近或故障停机成本高昂的应用中,LED的这些特性就特别具有吸引力。这样一来,高亮度LED已经在多种应用中开始替代白炽灯;其中白天可见的应用包括汽车中央停车警告灯和交通信号灯。 LED通用照明要求及LED驱动挑战对于LED在通用照明中的应用,需要从系统的角度来分析其要求。总的来看,LED固态照明系统涉及以下要求:LED光源:光源紧凑高效,提供宽广范围的色彩和输出功率电源转换:将交流墙式插座、电池、太阳能电池的电源高效地转换至安全的低压直流电源控制和驱动:采用电子电路对LED进行稳压和控制热管理:为了实现更长的工作寿命,结点温度控制非常重要,需要分析散热光学器件:将光聚焦至需要它的地方要求使用透镜或导光材料 在开发高能效的LED通用照明解决方案时,这几方面的要求都非常重要。其中,LED控制和驱动是本文讨论的重点。对于LED驱动而言,它面临的主要挑战就在于LED的非线性。这主要体现在LED的正向电压会随着电流和温度而变化,不同LED器件的正向电压会有差异,LED"色点"会随着电流和温度而漂移,而且LED必须在规范要求的范围内工作从而实现可靠工作。而LED驱动器的主要作用,就是在工作条件范围内限制电流,而无论输入条件和正向电压如何变化。图2显示的是LED驱动器的基本工作电路示意图。 图2:LED驱动器的基本工作电路示意 对于LED驱动电路而言,除了进行恒流稳流,还面临着其它一些关键要求。例如,如果需要LED调光,则需要提供脉宽调制(PWM)技术,而用于LED调光的典型PWM频率是1至3 kHz。此外,LED驱动电路的功率处理能力必须充足,且功能强固,可以承受多种故障条件,并且要易于实现。值得一提的是,由于LED在最适宜电流时始终处于"导通"状态,所以其色彩不会漂移。 由于系统中需要使用的LED数量常常不止一个,这就涉及到对LED进行配置的问题。一般而言,强烈建议驱动单串LED,因为这样能够提供最佳的电流匹配,而与正向电压变化或输出电压"漂移"无关。当然,用户也可以并联或串联、并联交叉连接等方式来配置LED。如果采用并联配置,电路就需要"匹配的"LED正向电压;如果某个LED失效开路,其它LED可能会被过驱动。相应地,采用多路并联或串联、并联交叉连接技术,可用于尝试减轻发生故障的风险。 LED驱动应用示例 根据具体应用的不同,LED可能会采用不同的电源来供电,如交流线路、太阳能板、12 V汽车电池、直流电源或低压交流系统,甚至是基于碱和镍的电池或锂离子电池等。 1)采用交流离线电源为LED供电在采用交流离线电源为LED供电的应用中,涉及到众多不同的应用场合,如电子镇流器、荧光灯替代、交通信号灯、LED灯泡、街道和停车照明、建筑物照明、障碍灯和标志等。在这些从交流主电源驱动大功率LED的应用中,有两种常见的电源转换技术,即在需要电流隔离(galvanic isolation)时使用反激转换器,或在不需要隔离时使用较为简单的降压拓扑结构。 在反激转换器方面,根据输出功率的不同,可以采用安森美半导体的不同反激转换器。例如,安森美半导体的NCP1013适合于功率高达5 W(电流为350 mA、700 mA或1 A)的紧凑型设计应用,NCP1014/1028可以提供高达8 W的连续输出功率,而NCP1351则适合于大于15 W的较大功率通用应用。 以NCP1014/1028为例,这是安森美半导体推出的离线式PWM开关稳压器,具有集成的700 V高压MOSFET,均采用350 mA/22 Vdc变压器设计及700 mA/17 Vdc配置,输入电压范围为90至265 Vac,具有输出开路电压钳位、采用频率抖动减少电磁干扰(EMI)信号以及内置热关闭保护等特性,适合于LED镇流器、建筑物照明、显示器背光、标志和通道照明及作业灯等应用。NCP1014/1028的应用设计示意图如下面的图3所示。值得一提的是,这设计具有开路输出保护功能,会在开路时将输出钳位至24 V电压。在这设计中,电流和开路电压能够通过简单地改变电阻/齐纳二极管组合来调整。值得一提的是,如果针对230 Vac交流线路使用另一种可选变压器,则NCP1014能够提供高达19 W的功率,NCP1028能够提供高达25 W的功率。 图3:安森美半导体离线式第二代LED驱动器NCP1014/1028的应用示意图 在照明应用中,如果输出功率要求高于25 W,LED驱动器则面临着功率因数校正(PFC)的问题。例如,欧盟的国际电工委员会(IEC)针对照明(功率大于25 W)的要求中具有针对总谐波失真(THD)的规定。而在美国,能源部"能源之星"项目固态照明标准中对PFC带有强制性要求(而无论是何种功率等级),即针对住宅应用部分要求功率因数高于0.7,而针对商业应用部分要求功率因数高于0.9。这标准属于自愿遵守的标准,并非强制性要求,但有些应用可能需要良好的功率因数。例如,公营事业机构将推动LED的大规模应用,应用在公用设施级别的LED可望拥有较高功率因数;而且公营事业机构拥有或提供LED街灯服务时,LED是否具有较高功率因数(通常大于0.95)取决于公营事业机构的意愿,如果他们愿意,则相应的LED驱动解决方案必须满足这方面的要求。 在这类可能需要采用PFC控制器的应用中,传统的解决方案是PFC控制器+PWM控制器的两段式方案。这种方案支持模块化,且认证简单,但在总体能效方面会有折衷,如假设交流-直流(AC-DC)段的能效为87%至90%,直流-直流(DC-DC)段能效为85%至90%,则总能效仅为74%至81%。随着LED技术的持续改进,这种架构预计将转化为更加优化、更高能效的方案。根据要求的不同,有多种可供选择的方案,如:PFC+非隔离降压、PFC+非隔离反激或半桥LLC、NCP1651/NCP1652单段式PFC方案。 图4:需要PFC的LED驱动应用中不同架构对比 另一方面,如上所述,在不需要隔离的应用中,可以采用较为简单的降压拓扑结构,这种结构所使用的电感比变压器小得多,而且只需要很少的元件来实现这种解决方案。这种架构采用的是峰值电流控制(PCC)模式,工作在深度连续导电模式(CCM)。这种架构具有多种优势,如可以消除使用大电解输出电容、具有"良好"稳流的简单控制原理,以及能够充分利用安森美半导体的动态自供电(DSS)技术能力来直接从交流线路为驱动器供电。 图5显示的是安森美半导体NCP1216 PWM电流模式控制器的应用设计示意图。它充分利用高压工艺技术的优势,从交流主电源直接为控制器供电,进一步简化了电路。这设计适合120 Vac条件,若要用于230 Vac条件,则需要变更少许元件,如功率FET和电容。由于这是一种非隔离型AC-DC设计,所以存在高压。而且这是一项浮动设计,IC和LED并非对地参考。在对器件进行供电之前,LED必须连接至电路板。 图5:采用峰值电流控制的NCP1216非隔离型离线式LED驱动应用 对于这类降压控制方式而言,当控制的LED数量减少时,它的一项局限就会出现,因为这时占空比会变得极窄。而且开关控制器在电流被感测到之前会有200至400 ns的前沿消隐电路。在这种情况下,必须降低开关频率来适应正常操作,并通过半波整流输入电路将电压保持在最低值。在这种方法中,基本架构能够通过元件修改来轻易扩展,从而也能驱动更长的LED串。 2)采用宽输入范围的直流-直流(DC-DC)电源为LED供电有一系列高亮度LED应用工作在8至40 VDC范围的电源,这些电源包括铅酸电池、12-36 VDC适配器、太阳能电池以及低压的12 和24 VAC交流系统。这类的照明应用众多,如活动式照明、景观和道路照明、汽车和交通照明、太阳能供电照明,以及陈列柜照明等。 表1:宽输入范围的DC-DC LED应用 即使目标是采用恒定电流驱动LED,首先要理解的事件就是应用的输入和输出电压变化。LED的正向电压由材料特性、结温度范围、驱动电流和制造容限决定。凭借这些信息,就可以选择恰当的线性或开关电源拓扑结构,如线性、降压、升压或降压-升压等。而安森美半导体的NCP3065/3066是一种多模式LED控制器,它集成1.5 A开关,可以设置成降压、升压、反转(降压-升压)/单端初级电感转换器(SEPIC)等多种拓扑结构。NCP3065/3066的输入电压范围为3.0至40 V,具有235 mV的低反馈电压,工作频率可调节,最高250 kHz。其它特性包括:能进行逐周期电流限制、不需要控制环路补偿、可采用所有陶瓷输出电容工作、具有模拟和数字PWM调光能力、发生磁滞时内部热关闭等。 图6:安森美半导体NCP3065在LED恒流降压控制应用中的示意图 半导体的NCP3065/3066是一种多模式LED控制器,它集成1.5 A开关,可以设置成降压、升压、反转(降压-升压)/单端初级电感转换器(SEPIC)等多种拓扑结构。NCP3065/3066的输入电压范围为3.0至40 V,具有235 mV的低反馈电压,工作频率可调节,最高250 kHz。其它特性包括:能进行逐周期电流限制、不需要控制环路补偿、可采用所有陶瓷输出电容工作、具有模拟和数字PWM调光能力、发生磁滞时内部热关闭等。 为LED提供保护如前所述,LED是一种使用寿命极长的光源(可长达5万小时)。除了需要针对具体的LED应用选择适合的LED驱动解决方案,还需要为LED提供适当的保护,因为偶尔LED也会失效。其原因多种多样,可能是因为LED早期失效,也可能是因为局部的组装缺陷或是因瞬态现象导致失效。必须对这些可能的失效提供预防措施,特别是因为某些应用属于关键应用(故障停机成本高),或是安全攸关的应用(如头灯、灯塔、桥梁、飞行器、飞机跑道等),或是在地理上难于接近的应用(维护困难)等。 在这方面,可以采用安森美半导体的NUD4700 LED分流保护解决方案。图7是这种分流保护解决方案的应用及原理示意图。 图7:安森美半导体NUD4700 LED开路分流保护器的应用示意图 在LED正常工作时,泄漏电流仅为近100 μA;而在遭遇瞬态或浪涌条件时,LED就会开路,这时NUD4700分流保护器所在的分流通道激活,所带来的压降仅为1.0 V,将带给电路的影响尽可能地减小。这器件采用节省空间的小型封装,设计用于1 W LED(额定电流为350 mA@ 3 V),如果散热处理恰当,也支持大于1 A电流的操作。 总结:相较于白炽灯等传统光源,LED具有能效高、寿命长、指向性好等众多优势,越来越受业界青睐用于通用照明市场。而LED在通用照明市场的应用涉及多方面的要求,需要从系统的角度去考虑,如光源、电源转换、LED控制和驱动、散热和光学等。本文以LED驱动为重点,分析了通用照明市场中LED驱动面临的挑战,并结合安森美半导体的高性能LED驱动解决方案,探讨了不同的LED驱动应用示例,如通过交流隔离电源为LED供电和通过宽输入范围DC-DC电源为LED供电等;最后,还介绍了能够用于需要高可靠性和持续性的LED应用中的安森美半导体LED分流保护解决方案。

    时间:2008-11-23 关键词: LED 照明 电源技术解析 DC/DC

  • 恩智浦加入互联照明联盟

    恩智浦半导体NXP Semiconductors N.V. 近日宣布其已成为互联照明联盟 (The Connected Lighting Alliance) 的成员。该联盟由照明工业的领先企业发起成立,旨在通过支持开放标准推动无线照明解决方案在全球的普及和发展。联盟致力于联合照明工业开发一种走向无线照明连接的统一方法,为最终用户提供一种低风险的选择。 长期以来,恩智浦一直是照明工业半导体器件的领先供应商之一,为各种灯具提供驱动器从而促进智能照明的普及。这使得制造商可以推出高效、耐用的智能照明解决方案,不但具有调光等先进功能,而且能够设置不同的环境照明“场景”。恩智浦同时开发出了包括Smart Energy、RF4CE和LightLink在内的全系列ZigBee®堆栈,并构建了自己的无线照明控制系统,该系统同时集成先进驱动器IC和单芯片无线通信功能,含有IPv6无线网络堆栈和适用于各类楼宇自动化系统的专用应用层。 恩智浦半导体研发与战略部副总裁Pieter Hooijmans表示:“物联网注定将成为消费市场的下一个主要增长领域,联网智能照明已开始走向普通家庭。我们相信,一个稳定的共享平台将促进行业的快速发展。基于此,我们认为有必要参与进来,共同开发一种走向无线连接的统一方法。随着‘互联照明联盟’继续向前发展,我们通过联网器件和照明驱动器带来的经验和知识将为工程和营销提供极具价值的借鉴与启发。” 互联照明联盟秘书长Simon den Uijl评论道,“半导体企业的支持对无线照明解决方案这一转变过程至关重要,尤其是在确保芯片和软件的供应以实施我们认为最合适的标准方面。恩智浦是加入互联照明联盟的首家半导体企业,令我们备感欣喜的是,他们也加入了董事会。”

    时间:2013-01-17 关键词: 联盟 互联 恩智浦 照明

  • 不同电源供电及不同功率等级的LED照明驱动器方案

    随着LED技术的发展,LED的应用已经从传统的小功率便携产品背光拓展至中大功率的室内照明、室外照明及手电筒等应用。根据驱动电源的不同,LED照明通常可以划分为交流-直流(AC-DC) LED照明、直流-直流(DC-DC) LED照明电源以及电池供电的LED手电筒等不同类型,LED灯具及其功率也各不相同,如3 W PAR16、3×2 W PAR20、10 W/15 W PAR30、15 W/22 W PAR38、1 W G13、3 W GU10、1 W MR11、3 W MR16、3 W/9 W/15 W嵌灯、1W-3W阅读灯等。1,AC-DC LED照明解决方案安森美半导体在AC-DC电源供电的LED照明应用中,提供各种离线控制器及功率因数校正(PFC)控制器,并配合隔离及非隔离要求提供不同的LED应用方案。在交流线路电压与LED之间没有物理电气连接的隔离应用中,常见的拓扑结构有反激(Flyback)及双电感加单电容(LLC)半桥谐振。不同拓扑结构适合于不同的功率范围或是用于满足特别的设计要求。例如, 反激拓扑结构是小于100 W的中低功率应用的标准选择,而LLC半桥拓扑结构是大功率和高能效的首选方案。            图1:不同功率范围的隔离型拓扑结构AC-DC LED照明应用中,小功率的LED应用通常以恒流(CC)来驱动,而恒压(CV)功能是在输出开路的情况下作为保护功能。大功率的LED应用可能需要在电路中增加功率因数校正(PFC),其中的AC-DC转换与LED驱动两部分电路既可能采用整体式(integral)配置,即两者融合在一起,均位于照明灯具内,也可以采用分布式(distributed)配置,如图2,从而简化安全考虑,并增加系统灵活性。 图2:大功率LED驱动的分布式(distributed)配置结构[!--empirenews.page--]从应用的具体功率范围来看,AC-DC LED照明的电源方案应用主要包括: 1 W-8 W:G13/GU10/PAR16/PAR20照明 8W -25 W:PAR30/PAR38照明 50 W-300 W:区域照明1) 1 W-8 W AC-DC LED照明应用这类应用要求的输入电压为90至264 Vac,能效达80%,同时提供短路保护、过压保护等保护特性,并提供350 mA、700 mA恒流,应用领域包括G13、GU10、PAR16、PAR20及嵌灯(downlight)等。这类应用中可以采用安森美半导体的NCP1015自供电单片开关稳压器。这颗器件集成了固定频率(65/100/130 kHz)电流模式控制器和700 V的高压MOSFET,提供构建强固的低成本电源所需的全部特性,如软启动、频率抖动、短路保护、跳周期、最大峰值电流设定点及动态自供电功能(无需辅助绕组)等。图3显示的是NCP1015在隔离型1 W-8 W范围AC-DC LED照明应用的电路示意图。值得一提的是,NCP1015同样可用于非隔离型(电路中不含高频变压器)1 W-8 W范围的AC-DC LED照明应用,电路中可以采用抽头(tapped)电感来提高MOSFET工作的占空比,并改善系统能效及电路性能。图3:安森美半导体8 W LED驱动应用电路示电图(输入电压为85至264 Vac)2) 8 W-25 W AC-DC LED照明应用美国能源部(DOE)“能源之星”(ENERGYSTAR™)固态照明(SSL)规范中规定任何功率等级皆须强制提供功率因数校正(PFC)。这标准适用于一系列特定产品,如嵌灯、橱柜灯及台灯,其中,住宅应用的LED驱动器功率因数须大于0.7,而商业应用中则须大于0.9。但这项标准属于自愿性标准,即可以选择不遵从或是遵从。相应地,在8 W-25 W AC-DC LED照明应用中,我们考虑两种情况,一种是应用没有功率因数要求,即不需采用PFC控制器,另一种是要求采用PFC控制器。在不需要PFC的应用中,我们假定输入电压规格为90~132 Vac或180~264Vac(或通用输入),能效达85%,提供短路保护及开路保护等保护特性,输出电流为350 mA、700 mA及1 A恒流,相应地可以采用安森美半导体的NCP1028或NCP1351。其中,NCP1028是一款增强型单片开关稳压器,适用于在通用主电源输入的应用中提供数瓦至15 W的输出功率。NCP1028的导通阻抗比NCP101x更低,提供800 mA峰值电流,具备NCP101x的诸多特性,此外还提供过功率保护、内置斜坡补偿及输入欠压保护等特性。NCP1351则是一款固定导通时间、可变关闭时间脉宽调制(PWM)控制器,适用于成本至关重要的低功率离线反激开关电源应用。这颗器件支持频率反走,还具有闩锁输入、自然的频率抖动、负电流感测及扩展的电源电压范围等特性。图4显示的是90至264 Vac输入条件下基于NCP1351的8 W-25 W LED照明方案。图4:基于NCP1351的8 W至25 W AC-DC LED照明应用电路示意图。[!--empirenews.page--]需要PFC的8 W-25 W AC-DC LED照明应用中,假定输入电压规格为90至264 Vac,功率因数高于0.9,能效达80%,提供短路及过功率保护,输出电流同样有350 mA、700 mA和1 A等不同选择。在这类应用中,可以采用安森美半导体的NCP1607或NCP1608 PFC控制器。NCP1607是一款高性价比的临界导电模式(CrM) PFC控制器。这颗器件与业界标准引脚完全兼容,简化工程师的设计。可调节的过压保护(OVP)及环路开路保护等功能也增强了设计灵活性及强固性。图5展示的是NCP1607/NCP1608在85至135 Vac或185至264 Vac输入条件下的LED照明应用方案。 图5:基于NCP1607/8 PFC控制器的8 W-25 W AC-DC LED照明应用示意图3) 功率高于50 W的AC-DC LED照明应用在功率50 W到300W的AC-DC LED应用广泛用于街道照明及大功率区域照明应用中,可以采用不同的LED驱动方案,假定其输入电压规格为90至264 Vac,功率因数高于0.95,能效达90%。此类应用可以采用下述不同方案,适合不同应用要求:NCP1652:改进型单段式PFCNCP1607/8+NCP1377:临界导电模式PFC+准谐振电流模式PWMNCP1607/8+NCP1396:临界导电模式PFC+半桥谐振LLC NCP1901:最新型两段式(PFC+更高效率半桥谐振LLC)例如,在50 W-150 W的AC-DC LED应用中,既可以采用NCP1652这样的改进型单段式PFC控制器,也可以结合采用NCP1607/8 PFC控制器及NCP1377准谐振(QR)模式PWM控制器。其中,NCP1377结合了真正的电流模式调制器和退磁检测器,确保任何负载/线路条件下提供完整的CrM工作,并确保最低的漏电压开关(准谐振工作)。NCP1652驱动带有可编程死区时间的信号,支持有源钳位或同步整流,提供优化的能效。这颗器件还具有输入欠压保护、过压保护、过流保护等保护特性,支持频率抖动、跳周期及临界导电模式(CrM)/不连续导电模式(DCM)工作。基于NCP1652、采用85至135 Vac或185至264 Vac输入的50 W-150 W AC-DC LED方案的示意图如图6所示。图6:基于NCP1652单段式PFC控制器的50 W-150 W AC-DC LED方案。50 W以上功率的AC-DC LED照明应用如果需要更高能效的LED电源,则需要高能效的LED照明拓扑结构,往往从反激式拓扑结构转向谐振半桥拓扑结构,以充分发挥零电压开关(ZVS)技术的优势。NCP1396及NCP1901均是安森美半导体开发的LED电源用高能效半桥谐振方案。图7显示的是基于NCP1901的最新型PFC+谐振半桥LED驱动器方案,输入电压为90至264 Vac,功率100 W至300 W,其中半桥段工作在固定频率以及固定占空比,用于降低开关损耗。图7:基于NCP1901的100W-300 W AC-DC LED照明方案[!--empirenews.page--]2,DC-DC LED照明方案采用DC-DC电源供电的LED照明应用中,常见具体应用包括1 W-3 W MR11/MR16降压LED灯泡、1 W-20 W升压LED驱动器和20 W-60 W大功率LED驱动器。 其中,在1 W-3 W DC-DC LED照明应用中,可以采用安森美半导体的CAT4201降压LED驱动器,这颗器件兼容于12 V及24 V系统,提供达350 mA的LED驱动电流,能够在24 V系统中驱动7个串联的LED,能效高达94%。这颗器件采用有专利的开关控制架构,帮助降低系统成本,支持CrM工作并提升能效。CAT4201还提供限流、热保护及LED开路保护等全面的保护特性。这颗器件在1 W-3 W DC-DC LED应用中的电路示意图如图8所示。图8:基于CAT4201的1 W-3 W DC-DC LED方案。而在功率范围达1 W-20 W的DC-DC升压LED应用中,可以采用安森美半导体的NCP3065/6或NCV3065/6(汽车应用版本)降压、升压、单端初级电感转换器(SEPIC)及逆变多模LED驱动器,并选择其中的升压电路模式。另外,功率范围达20 W-60 W的DC-DC降压LED应用中可以采用安森美半导体的NCP1034同步降压PWM控制器。3,LED手电筒驱动方案手电筒DC-DC LED照明方案包括升压型及降压型两种。1 W-3 W的升压型DC-DC LED手电筒应用中可以采用带真关闭功能的NCP1421升压DC-DC转换器,而1 W-3 W的降压LED手电筒应用中可以采用NCP1529低压降压转换器,二者的应用示意图见图9。图9:基于NCP1421及NCP1529的LED手电筒升压和降压方案4,总结安森美半导体是全球领先的高性能、高能效硅方案供应商,提供涵盖1 至数百瓦功率范围的LED照明驱动及PFC解决方案。无论是采用AC-DC电源、DC-DC电源或是LED手电筒所采用的电池的LED照明驱动器,安森美半导体都能提供给客户对低成本、高性价比、高能效或是选择是否需要PFC的不同要求的LED照明驱动器方案。

    时间:2009-06-29 关键词: 方案 LED 驱动器 供电 照明 电源 电源技术解析 DC-DC 功率 不同 等级

  • LED照明设计基础知识

    发光二极管(LED)继在中小尺寸屏幕的便携产品背光等应用获大量采用后,随着它发光性能的进一步提升及成本的优化,近年来已迈入通用照明领域,如建筑物照明、街道照明、景观照明、标识牌、信号灯、以及住宅内的照明等,应用可谓方兴未艾。另一方面,LED照明设计也给包括中国工程师在内的工程社群带来了挑战,这不仅因为LED照明的应用范围非常广泛,应用的功率等级、可以采用的驱动电源种类及电源拓扑结构等,也各不相同。工程师们迫切需要系统地学习及了解更多有关LED照明设计的基础知识。有鉴于此,安森美半导体的产品应用总监Bernie Weir先生近期专门撰写相关培训资料,为工程师们传授相关的设计基础知识,内容涉及LED驱动器的通用要求、电源拓扑结构、功率因数校正、电源转换能效和驱动器标准,以及可靠性和使用寿命等其它问题,方便他们更好地设计入门及提高,从而更好地服务于LED照明市场。限于篇幅,本文是该培训资料的摘要介绍。一、LED驱动器通用要求驱动LED面临着不少挑战,如正向电压会随着温度、电流的变化而变化,而不同个体、不同批次、不同供应商的LED正向电压也会有差异;另外,LED的“色点”也会随着电流及温度的变化而漂移。另外,应用中通常会使用多颗LED,这就涉及到多颗LED的排列方式问题。各种排列方式中,首选驱动串联的单串LED,因为这种方式不论正向电压如何变化、输出电压(Vout)如何“漂移”,均提供极佳的电流匹配性能。当然,用户也可以采用并联、串联-并联组合及交叉连接等其它排列方式,用于需要“相互匹配的”LED正向电压的应用,并获得其它优势。如在交叉连接中,如果其中某个LED因故障开路,电路中仅有1个LED的驱动电流会加倍,从而尽量减少对整个电路的影响。图1:常见的LED排列方式LED的排列方式及LED光源的规范决定着基本的驱动器要求。LED驱动器的主要功能就是在一定的工作条件范围下限制流过LED的电流,而无论输入及输出电压如何变化。LED驱动器基本的工作电路示意图如图2所示,其中所谓的“隔离”表示交流线路电压与LED(即输入与输出)之间没有物理上的电气连接,最常用的是采用变压器来电气隔离,而“非隔离”则没有采用高频变压器来电气隔离。[!--empirenews.page--]图2:LED驱动器的基本工作电路示意图。值得一提的是,在LED照明设计中,AC-DC电源转换与恒流驱动这两部分电路可以采用不同配置:1)整体式(integral)配置,即两者融合在一起,均位于照明灯具内,这种配置的优势包括优化能效及简化安装等;2)分布式(distributed)配置,即两者单独存在,这种配置简化安全考虑,并增加灵活性。LED驱动器根据不同的应用要求,可以采用恒定电压(CV)输出工作,即输出为一定电流范围下钳位的电压;也可以采用恒定电流(CC)输出工作,输出的设计能严格限定电流;也可能会采用恒流恒压(CCCV)输出工作,即提供恒定输出功率,故作为负载的LED的正向电压确定其电流。总的来看,LED照明设计需要考虑以下几方面的因素: 输出功率:涉及LED正向电压范围、电流及LED排列方式等 电源:AC-DC电源、DC-DC电源、直接采用AC电源驱动 功能要求:调光要求、调光方式(模拟、数字或多级)、照明控制  其他要求:能效、功率因数、尺寸、成本、故障处理(保护特性)、要遵从的标准及可靠性等 更多考虑因素:机械连接、安装、维修/替换、寿命周期、物流等二、LED驱动电源的拓扑结构采用AC-DC电源的LED照明应用中,电源转换的构建模块包括二极管、开关(FET)、电感及电容及电阻等分立元件用于执行各自功能,而脉宽调制(PWM)稳压器用于控制电源转换。电路中通常加入了变压器的隔离型AC-DC电源转换包含反激、正激及半桥等拓扑结构,参见图3,其中反激拓扑结构是功率小于30 W的中低功率应用的标准选择,而半桥结构则最适合于提供更高能效/功率密度。就隔离结构中的变压器而言,其尺寸的大小与开关频率有关,且多数隔离型LED驱动器基本上采用“电子”变压器。 图3:常见的隔离型拓扑结构。采用DC-DC电源的LED照明应用中,可以采用的LED驱动方式有电阻型、线性稳压器及开关稳压器等,基本的应用示意图参见图4。电阻型驱动方式中,调整与LED串联的电流检测电阻即可控制LED的正向电流,这种驱动方式易于设计、成本低,且没有电磁兼容(EMC)问题,劣势是依赖于电压、需要筛选(binning) LED,且能效较低。线性稳压器同样易于设计且没有EMC问题,还支持电流稳流及过流保护(fold back),且提供外部电流设定点,不足在于功率耗散问题,及输入电压要始终高于正向电压,且能效不高。开关稳压器通过PWM控制模块不断控制开关(FET)的开和关,进而控制电流的流动。图4:常见的DC-DC LED驱动方式。[!--empirenews.page--]开关稳压器具有更高的能效,与电压无关,且能控制亮度,不足则是成本相对较高,复杂度也更高,且存在电磁干扰(EMI)问题。LED DC-DC开关稳压器常见的拓扑结构包括降压(Buck)、升压(Boost)、降压-升压(Buck-Boost)或单端初级电感转换器(SEPIC)等不同类型。其中,所有工作条件下最低输入电压都大于LED串最大电压时采用降压结构,如采用24 Vdc驱动6颗串联的LED;与之相反,所有工作条件下最大输入电压都小于最低输出电压时采用升压结构,如采用12 Vdc驱动6颗串联的LED;而输入电压与输出电压范围有交迭时可以采用降压-升压或SEPIC结构,如采用12 Vdc或12 Vac驱动4颗串联的LED,但这种结构的成本及能效最不理想。 采用交流电源直接驱动LED的方式近年来也获得了一定的发展,其应用示意图参见图5。这种结构中,LED串以相反方向排列,工作在半周期,且LED在线路电压大于正向电压时才导通。这种结构具有其优势,如避免AC-DC转换所带来的功率损耗等。但是,这种结构中LED在低频开关,故人眼可能会察觉到闪烁现象。此外,在这种设计中还需要加入LED保护措施,使其免受线路浪涌或瞬态的影响。图5:直接采用交流驱动LED的示意图。三、功率因数校正美国能源部(DOE)“能源之星”(ENERGYSTAR™)固态照明(SSL)规范中规定任何功率等级皆须强制提供功率因数校正(PFC)。这标准适用于一系列特定产品,如嵌灯、橱柜灯及台灯,其中,住宅应用的LED驱动器功率因数须大于0.7,而商业应用中则须大于0.9;但是,这标准属于自愿性标准。欧盟的IEC61000-3-2谐波含量标准中则规定了功率大于25 W的照明应用的总谐波失真性能,其最大限制相当于总谐波失真(THD)< 35%,而功率因数(PF)>0.94。虽然不是所有国家都绝对强制要求照明应用中改善功率因数,但某些应用可能有这方面的要求,如公用事业机构大力推动拥有高功率因数的产品在公用设施中的商业应用,此外,公用事业机构购入/维护街灯时,也可以根据他们的意愿来决定是否要求拥有高功率因数(通常>0.95+)。图6:有源PFC的应用电路示意图。PFC技术包括无源PFC及有源PFC两种。无源PFC方案的体积较大,需要增加额外的元件来更好地改变电流波形,能够达到约0.8或更高的功率因数。其中,在小于5 W至40 W的较低功率应用中,几乎是标准选择的反激式拓扑结构只需要采用无源元件及稍作电路改动,即可实现高于0.7的功率因数。有源PFC(见图6)通常是作为一个专门的电源转换段增加到电路中来改变输入电流波形。有源PFC通常提供升压,交流100至277 Vac的宽输入范围下,PFC输出电压范围达直流450至480 Vdc。如果恰当地设计PFC段,可以提供91%到95%的高能效。但增加了有源PFC,仍然需要专门的DC-DC转换来提供电流稳流。 [!--empirenews.page--]四、能效问题LED照明应用的能效需要结合功率输出来考虑。美国“能源之星”固态照明规范规定了照明器具级的能效,但并不涉及单独LED驱动器的能效要求。如前所述,采用AC-DC电源的LED应用可以采用两段式分布拓扑结构,故可能采用外部AC-DC适配器供电。而“能源之星”的确包含有关单输出外部电源的规范,其2.0版外部电源规范于2008年11月开始生效,要求标准工作模式下最低能效达87%,而低压工作模式下最低能效达86%;在此规范中,功率大于100 W时才要求PFC。    图7:美国能源部2008年秋季提出的LED照明灯具能效研发目标。而在采用AC-DC电源的LED应用中,要提供更高的AC-DC转换能效,就涉及到成本、尺寸、性能规范及能效等因素之间的折衷问题。例如,若使用更高质量的元件、更低导通阻抗(RDSon),就可降低损耗及改善能效;降低开关频率一般会改善能效,但却会增加系统尺寸。诸如谐振这样新的拓扑结构提供更高能效,却也增加设计及元件的复杂度。如果我们将设计限定在较窄的功率及电压范围,则可以帮助优化能效。五、驱动器标准LED驱动器本身也在不断演进,着重于进一步提高能效、增加功能及功率密度。美国“能源之星”的固态照明规范提出的是照明器具级的能效限制,涉及包括功率因数在内的特定产品要求。而欧盟的IEC 61347-2-13 (5/2006)标准针对采用直流或交流供电的LED模块的要求包括: 最大安全特低电压(SELV)工作输出电压≤25 Vrms (35.3 Vdc) 不同故障条件下“恰当”/安全的工作 故障时不冒烟或易燃此外,ANSI C82.xxx LED驱动器规范仍在制定之中。而在安全性方面,需要遵从UL、CSA等标准,如UL1310 (Class 2)、UL 60950、UL1012。 此外,LED照明设计还涉及到产品寿命周期及可靠性问题。更详细内容请访问安森美半导体网站LED照明应用专区:http://www.onsemi.cn/PowerSolutions/content.do?id=15102。总结:本文分享了安森美半导体产品应用专家Bernie Weir先生的一些重要的LED照明设计基础知识,如驱动器的通用要求、驱动器电源的拓扑结构、功率因数校正、电源转换能效及驱动器需要遵从的标准等问题,帮助工程师更好地从事LED照明设计。安森美半导体身为全球领先的高性能、高能效硅解决方案供应商,针对不同LED照明应用,不论其采用何种电源供电,均提供应用所需的高性能电源转换、功率因数校正及驱动解决方案,辅以高质量的服务及支援,帮助客户在市场竞争中占据先机。

    时间:2009-06-29 关键词: LED 基础知识 照明 电源 电源技术解析 设计

  • 1W~500W LED通用照明解决方案选择要素

    不管是大功率的还是小功率的LED照明应用,一般都由电源、LED驱动器、LED、透镜和基板几部分构成,其中关键的元件是LED驱动器,它必须提供一个恒流输出才能保证LED发出的光不会忽明忽暗、以及不会发生LED色偏现象,它一般接受24V-48V的直流电压输入,但也有一些先进的LED驱动器可直接接受220V市电交流输入。大多数客户都要求采用高性能的LED驱动器,以满足“PF值>0.9”和“+85效率”等即将出台的LED照明规范。LED照明应用的主要设计挑战包括以下几个方面:散热、高效率、低成本、调光无闪烁、大范围调光、可靠性、安全性和消除色偏。这些挑战需要综合运用适当的电源系统拓扑架构、驱动电路拓扑结构和机械设计才能解决。Diodes公司亚太区技术市场总监梁后权指出:“对设计师来说,最大的技术挑战将是高效率要求、光学设计、热管理和提高某些应用的可靠性,如高亮度LED街灯。”“在LED照明系统的应用中,除了选择合适的LED产品,一个完整的LED照明设计还要包括光学设计、热设计、产品设计和电气驱动设计。由于LED是低压器件,因此将高压交流供电转换为LED使用的低压恒流驱动将面临许多挑战。”安森美半导体中国区高级应用经理郑宗前指出:“进一步说,为了保证LED照明的优势,LED电气驱动必须是可靠的、高效率的、安全的和低成本的。因此,针对不同的LED照明的应用,首先需要选择正确的驱动电路拓扑结构。”安森美半导体现可以提供从1W到500W功率范围内的全部LED照明解决方案。为了快速推动LED照明市场的起飞,美国国家半导体公司(NSC)最近瞄准了一块非常庞大的白炽灯直接替代市场,即用LED灯直接替代现有家庭或其他应用市场中的白炽灯,并推出了一款针对该市场的直接市电输入LED驱动芯片LM3445。不过,NSC亚太区电源管理产品市场营销经理吴志民表示:“白炽灯已面世很多年,对于许多多年未改的技术标准,我们的家居照明系统一直也在沿用,这个情况并非一朝一夕可以改变过来。例如,基于散热及照明角度等问题,原有的旧式电灯插座或装置并不适宜用来安装LED灯泡。但除了技术问题之外,成本效益也是LED灯无法普及的最大原因。钨丝灯泡及霓虹光管的售价约为US$0.6-0.7/Klm,但目前LED灯的售价仍然高达US$40-50/Klm。”正如以上所说,由于LED灯必须能够装设在原有的旧式插座之内,因此散热是一个必须克服的大问题。但严格来说,这可以利用机械工程技术解决,LED系统生产商的责任是努力开发新技术,尽量提高LED的亮度(即每单位功率产生的流明量)。吴志民自信地说:“我们可以提供功效最高的LED驱动器,以确保可将整个灯光系统的散热量减至最少。”LED的相对高成本是LED照明市场目前仍难以大规模起飞的主要障碍。例如,英飞凌科技有限公司电源管理业务部产品市场总监Alexander Sommer就说:“大多数小于25W的典型LED照明应用是标志灯、标识灯、以及替代标准的白炽灯和卤素灯。但与现有的荧光灯和白炽灯技术相比,LED初始成本仍然是进入大众市场的一个主要障碍。”Cytech产品及设计部工程师徐瑞包也认同主要商业化挑战是成本。他说:“目前各种功率的LED照明系统在电路上都是可以实现的,技术挑战来自于终端应用的要求,比如应用于汽车,要考虑到光学设计以及整体散热设计等。商业化部署的挑战则主要来自于LED成本。”[!--empirenews.page--]LED照明设计的散热考虑25W以下的LED照明系统一般设计用于像阅读台灯、走廊灯、客厅射灯、家用餐灯、小夜灯等应用,客户一般希望这类应用设计得越小巧越好,因此其PCB能安放的设计空间相对来说比较小,因此长时间使用时封装空间内的温度有可能会很高。由于设计师不太可能在其内安装一个散热风扇,因此它的散热设计就变得非常关键和重要。“大多数小于25W的低功率LED照明应用要求一定程度的小型化。这常常导致更高的功率密度,尽管功耗不是很大。足够的散热管理措施必须通过改进的机械结构提供。此外,高电气效率有助于降低功耗。”Alexander Sommer指出,“如果需要进一步减少热阻,这可以通过电气隔离来做到,因为它可以实现最高效率的热传递。这些方法也允许实现优化的流明输出。”另一种防止LED长时间工作过热问题的思路是采用调光解决方案。飞兆半导体公司高压IC产品行销经理SangCheol Her表示:“相比荧光灯和白炽灯,采用调光解决方案是降低LED功耗的重要途径,这种方案利用调光控制器来实现。尤其是对于小于25W的LED驱动解决方案,由于PCB尺寸小,而封装空间有限,散热问题无可避免,所以该方案更显重要。”事实上,在这个功率范围内,LED照明灯将会取代卤素灯和紧凑型荧光灯(CFL)。此外,先进的技术为了摆脱散热问题,必须去掉对温度变化敏感的无源组件如电解电容。然而,目前大多数LED驱动器解决方案都源于电源拓扑并以此为基础,故应该考虑到温度范围的限制,因为一般产品通常基于商业标准,但照明灯却必须确保能够适应严苛的环境如工业环境。LED照明设计的架构选择LED照明系统架构选择取决于你的设计目标是低成本、高效率还是最小PCB面积。一般来说,小于25W的LED照明系统不要求进行功率校正,因此可以采取简单一些的拓扑架构,如PSR或Buck拓扑。25W-100W的LED照明应用要求进行功率校正,因此一般采用单级PFC、准谐振(QR)PWM或反激式拓扑。100W以上LED照明应用一般采用效率更高的LLC拓扑和双级PFC。“低于25W功率LED照明解决方案可采用PSR或Buck拓扑,因为这一功率范围主要针对小型设计,强调设计的简单性。中等功率解决方案(25W-100W)适合于单级PFC、准谐振(QR)PWM、反激式拓扑。”SangCheol Her说,“大功率解决方案(大于100W)则适合采用LLC、QR PWM、反激式拓扑设计。从效率角度来看,LLC和QR性能更好;而PSR方案无需次级反馈,设计简单,尺寸也比其它方案小。”郑宗前也表示:“小于25 W的LED灯具主要应用在室内照明,它们主要采用低成本的反激拓扑结构。安森美半导体的NCP1015和NCP1027单片变换集成电路集成了内置高压MOSFET 和PWM控制器,可以有效的减少PCB的面积和灯具的体积,提供最大25W的功率输出(230V AC输入)。”“对于非隔离型小于25W LED照明应用,如果输入到输出转换比低,那么简单的降压转换器可以是一个低成本和小体积的选择。在看重效率的隔离型拓扑架构中,使用像英飞凌CoolSET ICE2QS系列器件的准谐振反激式拓扑就是一个很好的选择。”Alexander Sommer说。英飞凌是第一家提供数字准谐振反激控制IC的供应商。25W-100W功率范围的典型LED照明应用是街道照明(小区道路)和像停车场这样的公共场所。功率转换效率、PFC功能的高性价比实现和高颜色品质现在是最重要的三大技术挑战。例如,在商业照明和街道照明应用中,更长得使用寿命和由此产生的更低维护成本正帮助克服较高初始成本的进入障碍。25W到100W的LED照明应用有功率因数的要求,因此需要增加功率因数校正电路。[!--empirenews.page--]“这种电路可以采用传统的两段式结构,即有源非连续模式功率因数校正(PFC)电路加DC-DC PWM变换电路,如安森美的功率因数校正控制器NCP1607,NCP1607的外围电路非常简单并可以提供很好的性能。”郑宗前表示,“对于高效率、低成本和小体积的LED方案而言,值得推荐的是单段的PFC电路,它可以同时实现功率因数和隔离的低压直流输出,并具有显著的成本优势,必将成为中等功率LED照明的主流方案。安森美半导体的NCP1652 为实现单级的PFC电路提供了最优的控制方案。”Alexander Sommer说:“对于要求在一个很宽的输入和/或负载范围内(如调光)具有效率和性能的25W-100W功率LED照明应用,建议采用带一个独立PFC级的准谐振反激式拓扑结构。典型地可实现高达90%的效率。”100W以上应用包括主要道路和高速公路照明(这里需要高达20K流明或以上的亮度、以及250W的电源输入)和专业应用,如舞台灯光照明和建筑泛光灯照明。在高功率应用中使用LED的一个关键驱动力是可靠性和低功耗带来的低拥有成本。例如,其系统效率可与金属卤化物和低压钠灯相比。初始成本比较可能在短期内继续是该市场进入门槛。郑宗前指出:“对于大于100W的LED应用,我们将采用传统的有源非连续模式功率因数校正电路和半桥谐振DC-DC 转换电路。我们推出了一种新型的集成控制器,它集成了有源非连续模式功率因数控制器和具有高压驱动的半桥谐振控制器。”该半桥谐振控制器工作在固定的开关频率和固定的占空比,并且该电路不需要输出侧的反馈控制回路。这使得半桥谐振DC-DC 变换电路工作在效率最高的ZVS和ZCS状态。直流输出电压将跟随功率因数校正电路的输出。Alexander Sommer强调:“对于100W以上的更高功率级LED照明应用,效率变得更加重要,建议使用LLC谐振拓扑结构,它可以实现90%以上的效率。我们建议你使用英飞凌新的8引脚器件ICE1HS01。”不管LED照明系统的输出功率有多大,LED驱动器电路的选择都将在很大程度上取决于输入电压范围、LED串本身的累积电压降、以及足以驱动LED所需的电流。这导致了多种不同的可行LED驱动器拓扑结构,如降压型、升压型、降压-升压型和SEPIC型。凌力尔特公司电源产品部产品市场总监Tony Armstrong指出:“每种拓扑结构都有其优点和缺点,其中,标准降压型转换器是最简单和最容易实现的方案,升压型和降压-升压型转换器次之,而SEPIC型转换器则最难实现,这是因为它采用了复杂的磁性设计原理,而且需要设计者拥有高超的开关模式电源设计专长。”总而言之,终端产品的应用决定LED的拓扑结构,然后再根据LED的拓扑结构和输入电源再合理选择Buck、Boost、SEPIC、或Buck-Boost结构。“一般来说,25W以下选用Buck的较多。更大功率的则倾向于选择Boost结构。效率的话两者一般都可以做到85%以上,LT3755可以做到高达97%的效率。考虑驱动部分BOM成本的时候更应该考虑整体系统成本。”徐瑞包说,“随着竞争的加剧,时时会有更低BOM成本的方案,但不一定是最合适的。我们不建议按照这个标准设计产品。PCB面积主要受主要元件的控制,小功率的LED灯尽量采用集成度高的方案。大功率的方案要选用技术集成度高的产品,外围电路简单。此处讨论的都是指DC-DC的解决方案。”模拟、PWM和TRIAC调光方案选择LED调光解决方案及规范一直在不断变化,直到现在还未固定下来,所以现在市场上存在PWM、模拟及可控硅(TRAIC)三种调光方案。PWM和模拟方法是其中较简单的,但需要构建调光基础架构和新的调光控制器。模拟调光方案的缺点是,LED电流的调节范围局限在某个最大值至该最大值的约10%之间(10:1调光范围)。由于LED的色谱与电流有关,因此这种方法并不适合于某些应用。PWM调光方案则是以某种快至足以掩盖视觉闪烁的速率(通常高于100MHz)在零电流和最大LED电流之间进行切换。该占空比改变了有效平均电流,从而可实现高达 3000:1的调光范围(仅受限于最小占空比)。由于LED电流要么处于最大值,要么被关断,所以该方法还具有能够避免在电流变化时发生LED色偏的优点,而在采用模拟调光时这种 LED 色偏现象是很常见的。SangCheol Her则看好TRIAC调光方案的市场前景,他表示:“可控硅(TRIAC,2线调光)将成为非常流行的解决方案,因为这种技术可以完全使用传统的系统而不需任何改变。而且,它还能够扩展为3线调光,以避免出现与低功率因数值相关的缺陷。”TRIAC调光今天是业内非常热的一个话题,最初,TRIAC调光器是为白炽灯而设计的,但大多数用户希望相同的TRIAC调光器也能对替代的LED灯进行调光。梁后权表示:“Diodes Zetex目前可为客户提供全部的调光解决方案(包括PWM、模拟和TRIAC)。例如,ZXLD1362 LED驱动器用一个ADJ引脚来实现模拟和PWM调光,这就为客户带来了很大的设计灵活性。”不过,郑宗前认为,市场上TRIAC调光器的应用方案应该只是过渡性的,长远来说,应该会用PWM调光。他说:“主要的三点决定性因素为:1)用PWM 调光从零到最光,都不会有闪烁的现象。2)性能会更好。因为调光输出功率采用了功率因数校正电路,这是配合全球对灯光采用功率因数有强制性的要求,虽然一般从25 W开始有这要求,但美国要求灯光从零瓦起已需强制性功率因数校正电路。如采用TRAIC调光将牺牲功率因数和增加了电路的复杂性。因此,采用PWM调光可以提供最好性能的选择,也是未来的趋势。3)成本会更好。用PWM调整占空比,不需要太多额外的控制电路成本。”Alexander Sommer也看好PWM调光方案前景,他说:“与模拟调光方法相比,LED的PWM调光方法有以下优点:1)效率更高;2)不管调光程度有多大,允许LED一直在优化的和恒定的电流下工组;3)在整个调光范围内LED颜色色调保持一致(颜色色调像流明输出一样随LED工作电流而变化)。”徐瑞包也坦率地说:“个人觉得,调制方式的选择不应该决定于LED的功率。而应决定于终端产品的应用要求。比如,显示背光或者LED装饰灯可能会选用PWM的调光方式,颜色一致性好,亮度级别高。但是对于一般的家用照明或者商业照明,模拟调光或者TRIAC也可以选择,不过会产生色偏,并且调光的级别会很低。”梁后权也表示:“为了在连续调光时实现无闪烁,大多数客户喜欢选择PWM调光,因为它可提供更大的调光范围和更好的线性度。取决于你正在使用的调光频率,闪烁现象可以降到最小。模拟调光更容易实现,因为它只需要一个DC电压就可以无闪烁地对LED进行调光。但通常来说,调光范围要窄一些。”对于由多个LED构成的大功率照明应用,确保每个LED具有均匀的亮度且不产生任何闪烁也成为了主要的设计障碍,但PWM方法很容易解决调光时的闪烁问题。“若PWM调制器的占空比能保持恒定,就应该不会存在灯光亮度不均匀的问题。”吴志民表示,“美国国家半导体的LED驱动器不但能确保输出的电流大小均匀,而且也确保画面有极高的光暗对比度。从这几方面来说,我们的LED驱动器都比市场上的同级产品更出色。”Tony Armstrong指出,总之,最终用户所采用的调光方法在很大程度上将由LED本身的最终用途来决定。例如,在LED用于给显示器提供背面照明的汽车信息娱乐系统中,环境照明的亮度变化范围是非常宽的,既有阳光充足时的无比明亮,也有无月之夜的漆黑一片,可谓千差万别。由于人眼对于环境照明条件的轻微变化极其敏感,因此需要3000:1的宽调光范围。这将要求LED驱动器电路采用PWM调光方法。[!--empirenews.page--]不过,他补充道:“在LED街灯中,由于这种灯常常要么处于接通状态要么处于关断状态,因而只需要一个有限的调光范围即可。在这种场合中,仅需采用一种简单的模拟调光法便能满足要求。”如前所述,小于25W的LED照明应用主要是替换标准白炽灯和卤素灯。在这一功率范围上,最可能的一个应用就是替代由基于TRIAC(双向可控硅)的逐步削减入墙式调光器控制的白炽灯或节能灯。目前市场上有前沿和后沿削减调光器,这为整体兼容性带来了挑战,因为从EMI的角度来看TRIAC调光是很差的。“对于要求最佳性价比的非调光应用,使用像英飞凌TDA4863G这样的DCM PFC的单级PFC反激拓扑是一个合适的选择。”Alexander Sommer认为,“25W及以上功率范围LED照明应用面向更多的专业市场。调光控制方法的选择将取决于它是替代型还是新安装型。数字照明控制(如DALI或无线解决方案)允许对调光水平进行更精确的控制、以及更多的功能,如日光下调光和占空比感应。替代型安装可能要求兼容旧的模拟1-10V调光控制器。”

    时间:2009-07-27 关键词: LED 解决方案 照明 通用 电源技术解析 选择 500w 1w 要素

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