據(jù)預(yù)測,2015年全球高亮度LED市場產(chǎn)值達(dá)145.2億美元,但年成長僅2%。預(yù)計(jì)未來五年內(nèi),LED產(chǎn)業(yè)的年復(fù)合成長率難以再現(xiàn)過去10%以上的成長幅度,產(chǎn)業(yè)成長將趨緩。隨著交流直接驅(qū)動(dòng)器的使用率不斷攀升,面對(duì)的一個(gè)問題就是 LED 燈較高的閃爍指數(shù),雖然在室外照明應(yīng)用中不那么重要,但是在辦公、零售和其他商業(yè)照明環(huán)境中,其閃爍指數(shù)低于一定的水平就非常重要。
可以發(fā)現(xiàn),燈會(huì)閃爍是因?yàn)槊慨?dāng)交流輸入電壓通過其過零點(diǎn)時(shí),LED會(huì)失去激勵(lì)能量,而Fairchild 使用了閃爍指數(shù)低于 0.1,且是一種不降低 PF 和 THD 性能的解決方案。為此記者針對(duì)交流直驅(qū)LED解決方案采訪了Fairchild新業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)洪涌桉博士。
Fairchild新業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)洪涌桉博士表示,通過在每一串 LED 上添加能量存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),并與多家中國頂級(jí)照明制造商合作,將交流直接驅(qū)動(dòng)解決方案設(shè)計(jì)到功率在 12 W 到 120 W 之間的各種商業(yè)和工業(yè)照明應(yīng)用中。
目前LED驅(qū)動(dòng)器分為兩個(gè)主要類型:開關(guān)電源和交流直接驅(qū)動(dòng)方案。Fairchild新業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)洪涌桉表示,開關(guān)電源在設(shè)計(jì)上更復(fù)雜,解決方案的總成本較高,BOM 數(shù)量也較多,包括磁性元件和電解電容,可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性降低,系統(tǒng)壽命減少,而交流直接驅(qū)動(dòng)方法在設(shè)計(jì)上較簡單,解決方案的成本較低,BOM 數(shù)量也較少,不需要磁性元件和電解電容。
當(dāng)然,這兩種方法將會(huì)共存。洪涌桉補(bǔ)充道,開關(guān)電源解決方案適用于終端用戶有可能接觸 LED 風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)用,其磁性元件會(huì)提供隔離功能,以防觸電。在大部分商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用中,例如筒燈、槽箱式照明設(shè)備、天井燈和路燈,并不能直接接觸 LED,因此交流直接驅(qū)動(dòng)解決方案非常有吸引力,因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)簡單,性價(jià)比高,BOM 數(shù)量也較少。在這些應(yīng)用中,交流直接驅(qū)動(dòng)解決方案成為最好的選擇。
LED亮度及閃爍是兩大技術(shù)難點(diǎn)
在交流直接驅(qū)動(dòng)解決方案中,LED 燈串隨著交流電壓上升按順序點(diǎn)亮,有足夠的電壓對(duì)下一串 LED 進(jìn)行正向偏置,這意味著一些 LED 在交流電壓周期中導(dǎo)通的時(shí)間更短。
洪涌桉指出,為了抵消此影響,并保持目標(biāo)燈具的亮度,交流直接驅(qū)動(dòng)器比開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)需要更多的 LED 燈。由于 LED 能在電解電容器的幫助下實(shí)現(xiàn)持續(xù)激勵(lì),開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)器具有 100% LED 使用率,LED 數(shù)量的增加會(huì)抵消從開關(guān)電源到交流直接驅(qū)動(dòng)器遷移所節(jié)省的成本,因?yàn)槠湓谡麄€(gè)照明系統(tǒng)成本中仍然占有很大的一部分。
然而,最近發(fā)現(xiàn) LED 成本大幅降低。隨著生產(chǎn)方式更加成熟,需求和容量也不斷增加,LED 使用率也變得越來越不算問題。實(shí)際上,洪涌桉談到,F(xiàn)airchild 的交流直接解決方案相比于開關(guān)電源解決方案,可在20W功率時(shí)節(jié)省 10% 的 BOM 總成本,100W 時(shí)節(jié)省 30%。
另外,就是閃爍。洪涌桉指出,現(xiàn)在Fairchild 的解決方案中已經(jīng)得到了解決。當(dāng)前有很多供應(yīng)商已經(jīng)能提供交流直接驅(qū)動(dòng) LED解決方案。但是,現(xiàn)存的解決方案都還存在一些問題,如不能擴(kuò)展到更高的功率、較差的閃爍性能、高 BOM 成本以及智能照明不兼容等問題,這些都是該技術(shù)使用率低的重要原因。
LED交流直接驅(qū)動(dòng)方案優(yōu)勢凸顯
在方案的優(yōu)勢性能上。洪涌桉表示,F(xiàn)airchild 交流直接驅(qū)動(dòng) LED 解決方案,通過提供商業(yè)和工業(yè)照明制造商所需的智能LED照明產(chǎn)品,加快產(chǎn)品上市速度,并提供差異化特性。如通過并聯(lián)產(chǎn)品,以支持高達(dá) 120 W 功率的應(yīng)用,減少制造商需要儲(chǔ)備的不同 IC 的數(shù)量。
在解決閃爍問題的同時(shí),還保持較高的PF和較低THD性能,這可以通過 Fairchild專有的系統(tǒng)級(jí)解決方案來實(shí)現(xiàn)。洪涌桉談到,該系統(tǒng)級(jí)解決方案提供使LED保持激勵(lì)所需的電流,同時(shí)保持輸入電流的正弦波形,對(duì)PF和THD 性能沒有干擾,提供智能照明產(chǎn)品所需的重要調(diào)光能力,包括切相調(diào)光、模擬調(diào)光和 PWM 調(diào)光。比如FL779xx 系列 LED 驅(qū)動(dòng)器,取消電解電容器可消除了LED 照明解決方案中最常見的故障點(diǎn),提高了可靠性并延長了系統(tǒng)壽命,以匹配 LED 本身的壽命。
總的來說,目前交流直接驅(qū)動(dòng) LED 在一些重要的指標(biāo),如驅(qū)動(dòng)器大小、成本和設(shè)計(jì)簡便性上,與開關(guān)電源方法相比更加吸引照明制造商。洪涌桉強(qiáng)調(diào),交流直接驅(qū)動(dòng)LED 除了為智能 LED 照明增加更多特性和功能之外,驅(qū)動(dòng)器拓?fù)浜拖到y(tǒng)結(jié)構(gòu)通過創(chuàng)新進(jìn)行了簡化,降低了BOM與終端用戶的購置成本,加快了市場的使用率,逐漸受到用戶的認(rèn)可。