現階段電解與電容壽命最高僅達5,000小時,且單價昂貴,不僅無法符合LED光源使用時間長達2萬小時以上的要求,且墊高LED驅動器整體物料清單(BOM)成本,與LED照明系統商的低成本和長壽命產品策略背道而馳,無電解、電容LED驅動器方案遂應運而生。
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干燥,故采內建電解、電容的LED可調光驅動器,工作壽命無法超過數千小時,拖累LED照明燈具壽命。
周俊宏指出,無電解及電容的LED驅動器方案,雖可縮減成本、體積及壽命,但會產生輸出電流漣波大的缺陷,造成LED光源閃爍、壽命衰退及效率下降的問題,解決之道是加入線性穩(wěn)壓器(LDO),抑或藉由控制模式調降LED驅動器的輸出電流漣波。
在輸出電流漣波下降之下,可改采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調光與長壽命,為增加外觀的設計彈性,LED照明系統商對于更小體積的LED驅動器同樣需求殷切,正借助反馳式初級側調節(jié)(PSR)拓撲架構LED驅動器縮減尺寸及成本,加速LED居家照明普及。
擴展TRIAC調光范圍,LED驅動器商競推專*線路
除了無電解電容方案外,兼容于TRIAC的閃爍窒礙也是LED驅動器廠商的一大難題。為開發(fā)出具寬廣TRIAC調光范圍且無閃爍LED燈具,LED驅動芯片業(yè)者正陸續(xù)導入自行開發(fā)的專*線路,以突破長久以來的技術桎梏,加速兼容于TRIAC調光的LED燈具市場滲透率擴大。
Fairchild技術營銷總監(jiān)嚴宗福表示,Fairchild旗下支持TRIAC的LED驅動器已導入主動式泄流(ActiveBleeder)特有線路,可加大保持電流(HoldingCurrent)范圍,藉此解決LED燈具閃爍問題,同時延展調光范圍達10100%,實現如傳統光源多層次調光。
目前市面上TRIAC調光器規(guī)格參差不齊,因此大多數支持TRIAC功能的LED驅動器難以符合所有調光器最低的保持電流要求,為執(zhí)行TRIAC調光,LED驅動器須調降輸出電壓,再提供給燈具使用,容易導致導通電流降至0,此將斷斷續(xù)續(xù)產生照明關閉的窘境,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,Fairchild藉由在LED驅動器配備主動式泄流專*線路,擴張保持電流范圍,使具備TRIAC調光功能的LED驅動器能支持最小的保持電流,避免TRIAC調光斷電。
德州儀器(TI)亞洲區(qū)模擬產品市場開發(fā)資深市場營銷工程師周俊宏強調,相較于傳統光源動輒數十瓦以上,大多數LED居家照明皆在10瓦以內,因此導通電流較小,較易引發(fā)光源閃爍的問題,有鑒于此,德州儀器已于LED驅動器內建自行研發(fā)的譯碼(Decoding)專*線路,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驅動器電流可持續(xù)導通。
另一方面,為實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范圍要求更為嚴苛,從過去的30100%調光范圍,已進階至10100%,此亦增加LED驅動器的設計難度。
周俊宏表示,現透過專*線路,大多數LED驅動器廠商已能克服擴大調光范圍的技術難題。事實上,隨著各家技術迭有進展,預期未來更多適用于TRIAC調光的LED驅動器解決方案將會競出籠,恐將使價格戰(zhàn)起,不過,有別于傳統光源及電源的設計架構,應用于照明的LED驅動器開發(fā)仍須經驗累積,因此持續(xù)提高產品附加價值與性價比,將為贏得更多客戶青睞的不二法門。
PSR架構助攻LED居家照明成本續(xù)降
LED驅動器供貨商正積極藉由在PSR內建替代二次側(SecondarySide)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驅動器方案,從而降低20瓦以下居家照明成本。
阿瑟萊特策略營銷部項目經理蘇壬穗表示,相較于二次側架構,PSR線路設計較簡化,其省卻二次側架構的回授線路及相關組件如二極管、電解及電容,由于組件數量減少,可大幅降低LED驅動器的體積與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居家照明市場滲透率,今年照明系統業(yè)者將主打低價居家照明產品,因此能顯著減低成本的PSR架構LED驅動器方案更能贏得市場的青睞,將是今年德州儀器的布局重點。
事實上,今年上半年,Fairchild、德州儀器、恩智浦(NXP)、阿瑟萊特等已輪番推出PSR架構的LED驅動器方案,足見該產品在LED居家照明市場的熱度。
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,半導體廠商正藉由在LED驅動器置入具備回授功能的專*線路,以提高負載電流的精準度。
嚴宗福提到,著眼于PSR搭配傳統TRIAC調光為居家與商業(yè)照明大宗市場,Fairchild已開發(fā)出取代二次側回授的專*線路TRUECURRENT,藉此偵測出負載的電流量,再透過整合反馳式架構、MOSFET開關及TRIAC訊號,運算出精準的脈沖寬度調變(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%。
阿瑟萊特更透過自有線路