線性LED驅動方案問題可根據(jù)不同應用減弱或者規(guī)避

　　華潤矽威設計工程部總監(jiān)尤勇

　　線性LED驅動方案外圍元器件簡單，可實現(xiàn)LED燈去電感化、光電一體化、加工無人化，容易實現(xiàn)高PF低THD，并且無EMI等問題，其競爭優(yōu)勢明顯。

　　當然，線性LED驅動IC仍然有很多缺點，比如效率低造成的發(fā)熱大，紋波大造成的頻閃等。但這些問題可以根據(jù)不同的應用來減弱或規(guī)避。通過熱調節(jié)功能，在驅動芯片過熱時逐漸減小輸出電流，從而控制輸出功率和溫升，使電源溫度保持穩(wěn)定，以提高系統(tǒng)的可靠性，當芯片溫度持續(xù)過高時芯片關閉。對于頻閃問題，低成本的解決方案是加大整流后的濾波電解電容;高端的應用，則可以采用開關電容填谷的控制方式，減小輸出電流紋波，實現(xiàn)無頻閃應用。同時，可以采用獨特的多段電流控制技術，實現(xiàn)不同段LED隨輸入電壓的改變而自動切換的功能，在整個交流周期內增加LED的點亮時間，從而提高LED燈珠利用率，同時實現(xiàn)高功率因數(shù)和低諧波失真?？偟膩碚f，現(xiàn)在的線性LED驅動技術已取得了很大的進步，不再是原來讓大家望而卻步的不可靠方案，可以大膽使用。

　　線性LED驅動IC面臨諸多掣肘

　　云杉光電科技產(chǎn)品總監(jiān)李雪白

　　交流直接驅動LED照明(線性恒流)的應用已經(jīng)逐漸成熟，兼且具有低成本的價格優(yōu)勢，市場開始逐步接受，并且由于實現(xiàn)了與LED光源集成一體化，因此在一些中小功率特別是空間體積小的照明燈具等應用場合下得到廣泛應用，比如燈管、筒燈、吸頂燈、泛光燈等。從未來LED照明的發(fā)展趨勢看，小型化、集成化、模塊化、標準化應該是LED行業(yè)發(fā)展的大方向，而這些正是交流直接驅動這種新技術應用的優(yōu)勢所在。

　　新技術的應用與推廣總是會面臨一些問題和困難，從技術發(fā)展方面看，主要存在以下問題，首先LED利用率低，這是因為交流直驅技術需要LED負載的最大承擔電壓要相當于輸入的電源電壓峰值(如220V交流輸入的峰值電壓是311V)，在電源電壓幅度隨時間變化時改變LED負載的數(shù)量，實現(xiàn)高功率因數(shù)的線性恒流驅動，因此交流直驅技術使用LED的數(shù)量會比開關電源恒流低壓驅動的LED數(shù)量要多些;這需要市場提供高壓LED燈珠，使LED數(shù)量可以保持不變，目前市場上已經(jīng)有很多LED封裝廠家提供9V、18V、24V、36V、48V等不同的高壓燈珠，可以滿足交流直驅對高壓LED的需求。其次LED的光效會降低，并且存在100Hz頻閃，這是因為線性恒流驅動大多采用無電解電容方案，當使用交變電流驅動LED時，流過LED的電流大小幅度的變化導致光效不等，一般來說隨著電流增加光效會降低，因此總體平均光效會比用額定恒流驅動電流的光效要低10%左右。

　　從應用方面看，主要存在以下問題，首先與客戶已有LED照明產(chǎn)品外殼的匹配度，需要改變外殼設計，甚至需要改模具。這是因為早期LED照明產(chǎn)品都是采用開關電源驅動，照明外殼的設計中考慮了電源腔體積和位置，使用交流直驅這種“去電源化”的新技術，不需要單獨電源腔體，但是需要重新考慮電光源一體化后增加的散熱問題，因此外觀需要重新設計，但帶來了顯而易見的好處是，燈具更加簡單時尚，具有科技感，形狀設計自由靈活，能很好的表達設計師的一種意圖。其次，與客戶現(xiàn)有的LED連接結構不同，需要改變用戶的使用習慣。現(xiàn)有的LED燈珠大多是低壓大電流的串并聯(lián)結構，而交流直接驅動技術要求LED串聯(lián)級數(shù)很多，要與輸入的電源電壓峰值相當，因此LED數(shù)量變化大，這個問題的解決可以通過高壓LED燈珠解決。最后，是有些客戶對安規(guī)的擔憂，會認為交流直接驅動是非隔離的結構，由于與市電直接連接，LED的使用電壓高不安全不可靠，這與客戶的直觀心里感受有關。其實交流直接驅動與目前市面上很多的非隔離拓撲結構的開關電源在安規(guī)上的要求是一樣的(畢竟隔離的開關電源需要使用隔離變壓器，會增加體積降低效率)。只要符合安規(guī)測試，能通過加強絕緣測試的都是安全的，這通常是靠結構來保證的，比如在燈殼問題上要做絕緣考量，在鋁基板耐壓上改進優(yōu)化，使用燈具接地線等結構上進行改善。

　　控制成本與縮小尺寸潮流下，驅動IC供應商的最大挑戰(zhàn)

　　富昌電子LED照明事業(yè)部全球技術總監(jiān)Patrick Durand

　　降低LED驅動電路的成本并縮小尺寸是典型的設計目標，通常的方法是減少所需外部元件的數(shù)量。然而，這些目標大多與住宅應用相關，如LED燈泡和LED燈管。其他應用可能有不同的設計目標。例如，對于街道照明，終端用戶可能要求路燈達到5至10年的壽命，因此驅動器效率和可靠性更加重要。提高驅動器效率不僅能夠使燈具供應商實現(xiàn)更高的光源效率，而且，驅動器效率越高，它的工作溫度則越低，因此能夠延長驅動器的壽命。

　　除了了解最新的驅動IC技術之外，了解終端應用和終端地域市場也很重要。例如，在美國，符合能源之星2.0版照明產(chǎn)品規(guī)格標準的燈具現(xiàn)在要求實現(xiàn)2.5 kV瞬態(tài)保護。在日本，對LED光源閃爍有嚴格的規(guī)定，可能會限制某些LED驅動器解決方案，特別是線性類型。因此，關注政府對各類市場的監(jiān)管是一項重要的挑戰(zhàn)，因為標準的變化速度幾乎與LED技術的發(fā)展速度一樣快，LED驅動IC供應商必須確保其產(chǎn)品滿足特定終端市場的需求。

　　但驅動IC供應商需要克服的最大挑戰(zhàn)是，沒有一種新技術或趨勢能夠適用于所有照明應用和市場。照明應用需求非常多樣化。這意味著，驅動IC供應商必須花時間去研究每一個細分市場，了解其特定需求，以確定是否有值得投資開發(fā)新IC或技術的商業(yè)機會。

　　結語：LED照明正面臨著新一輪的行業(yè)調整，照明應用端對供應鏈整合和產(chǎn)品標準化的重視度越來越高，LED驅動IC市場在2015年繼續(xù)演化。隨著LED應用產(chǎn)品的不斷成熟，市場給IC設計行業(yè)帶來了巨大機遇和挑戰(zhàn)，無論是技術的成熟度還是產(chǎn)業(yè)延伸領域，以及行業(yè)生存狀態(tài)，無疑都值得我們探討和期待。