LED照明設(shè)計需考慮的各種因素分析
梁后權(quán)也指出:“為了達(dá)到高效率要求,應(yīng)當(dāng)考慮采用開關(guān)模式LED驅(qū)動器,大多數(shù)這類客戶更喜歡選擇降壓LED驅(qū)動器,因為總的效率更高一些。如果從最低BOM成本角度來考慮,開關(guān)型LED轉(zhuǎn)換器不是最便宜的。此類客戶可能會試圖采用線性恒流LED驅(qū)動器。這可以提供最低的BOM成本,但效率可能就不會像開關(guān)模式LED驅(qū)動器那樣高。如從最小PCB板面積的角度考慮,通常將選用開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器,因為它們產(chǎn)生更少的熱量,甚至相關(guān)的元器件體積也將會更小。”
模擬、PWM和TRIAC調(diào)光方案
LED調(diào)光解決方案及規(guī)范一直在不斷變化,直到現(xiàn)在還未固定下來,所以現(xiàn)在市場上存在PWM、模擬及可控硅(TRAIC)三種調(diào)光方案。PWM和模擬方法是其中較簡單的,但需要構(gòu)建調(diào)光基礎(chǔ)架構(gòu)和新的調(diào)光控制器。
模擬調(diào)光方案的缺點是,LED電流的調(diào)節(jié)范圍局限在某個最大值至該最大值的約10%之間(10:1調(diào)光范圍)。由于LED的色譜與電流有關(guān),因此這種方法并不適合于某些應(yīng)用。
PWM調(diào)光方案則是以某種快至足以掩蓋視覺閃爍的速率(通常高于100MHz)在零電流和最大LED電流之間進(jìn)行切換。該占空比改變了有效平均電流,從而可實現(xiàn)高達(dá)3000:1的調(diào)光范圍(僅受限于最小占空比)。由于LED電流要么處于最大值,要么被關(guān)斷,所以該方法還具有能夠避免在電流變化時發(fā)生LED色偏的優(yōu)點,而在采用模擬調(diào)光時這種LED色偏現(xiàn)象是很常見的。
SangCheolHer則看好TRIAC調(diào)光方案的市場前景,他表示:“可控硅(TRIAC,2線調(diào)光)將成為非常流行的解決方案,因為這種技術(shù)可以完全使用傳統(tǒng)的系統(tǒng)而不需任何改變。而且,它還能夠擴(kuò)展為3線調(diào)光,以避免出現(xiàn)與低功率因數(shù)值相關(guān)的缺陷?!?/FONT>
TRIAC調(diào)光今天是業(yè)內(nèi)非常熱的一個話題,最初,TRIAC調(diào)光器是為白熾燈而設(shè)計的,但大多數(shù)用戶希望相同的TRIAC調(diào)光器也能對替代的LED燈進(jìn)行調(diào)光。梁后權(quán)表示:“DiodesZetex目前可為客戶提供全部的調(diào)光解決方案(包括PWM、模擬和TRIAC)。例如,ZXLD1362LED驅(qū)動器用一個ADJ引腳來實現(xiàn)模擬和PWM調(diào)光,這就為客戶帶來了很大的設(shè)計靈活性?!?/FONT>
不過,鄭宗前認(rèn)為,市場上TRIAC調(diào)光器的應(yīng)用方案應(yīng)該只是過渡性的,長遠(yuǎn)來說,應(yīng)該會用PWM調(diào)光。他介紹主要的三點決定性因素為:
1、用PWM調(diào)光從零到最光,都不會有閃爍的現(xiàn)象;
2、性能會更好。因為調(diào)光輸出功率采用了功率因數(shù)校正電路,這是配合全球?qū)艄獠捎霉β室驍?shù)有強(qiáng)制性的要求,雖然一般從25W開始有這要求,但美國要求燈光從零瓦起已需強(qiáng)制性功率因數(shù)校正電路。如采用TRAIC調(diào)光將犧牲功率因數(shù)和增加了電路的復(fù)雜性。因此,采用PWM調(diào)光可以提供最好性能的選擇,也是未來的趨勢;
3、成本會更好。用PWM調(diào)整占空比,不需要太多額外的控制電路成本。
AlexanderSommer也看好PWM調(diào)光方案前景,他說:“與模擬調(diào)光方法相比,LED的PWM調(diào)光方法有以下優(yōu)點:
1、效率更高;2、不管調(diào)光程度有多大,允許LED一直在優(yōu)化的和恒定的電流下工組;3、在整個調(diào)光范圍內(nèi)LED顏色色調(diào)保持一致(顏色色調(diào)像流明輸出一樣隨LED工作電流而變化)?!?/FONT>
徐瑞包也坦率地說:“個人覺得,調(diào)制方式的選擇不應(yīng)該決定于LED的功率。而應(yīng)決定于終端產(chǎn)品的應(yīng)用要求。比如,顯示背光或者LED裝飾燈可能會選用PWM的調(diào)光方式,顏色一致性好,亮度級別高。但是對于一般的家用照明或者商業(yè)照明,模擬調(diào)光或者TRIAC也可以選擇,不過會產(chǎn)生色偏,并且調(diào)光的級別會很低?!?/FONT>
梁后權(quán)也表示:“為了在連續(xù)調(diào)光時實現(xiàn)無閃爍,大多數(shù)客戶喜歡選擇PWM調(diào)光,因為它可提供更大的調(diào)光范圍和更好的線性度。取決于你正在使用的調(diào)光頻率,閃爍現(xiàn)象可以降到最小。模擬調(diào)光更容易實現(xiàn),因為它只需要一個DC電壓就可以無閃爍地對LED進(jìn)行調(diào)光。但通常來說,調(diào)光范圍要窄一些?!?BR> 對于由多個LED構(gòu)成的大功率照明應(yīng)用,確保每個LED具有均勻的亮度且不產(chǎn)生任何閃爍也成為了主要的設(shè)計障礙,但PWM方法很容易解決調(diào)光時的閃爍問題。“若PWM調(diào)制器的占空比能保持恒定,就便應(yīng)該不會存在有燈光亮度不均勻的問題。”吳志民表示,“美國國家半導(dǎo)體的LED驅(qū)動器不但能確保輸出的電流大小均勻,而且也確保畫面有極高的光暗對比度。從以這幾方面來說,我們的LED驅(qū)動器都比市場上的同級產(chǎn)品更出色優(yōu)勝?!?/FONT>
TonyArmstrong指出,總之,最終用戶所采用的調(diào)光方法在很大程度上將由LED本身的最終用途來決定。例如,在LED用于給顯示器提供背面照明的汽車信息娛樂系統(tǒng)中,環(huán)境照明的亮度變化范圍是非常寬的,既有陽光充足時的無比明亮,也有無月之夜的漆黑一片,可謂千差萬別。由于人眼對于環(huán)境照明條件的輕微變化極其敏感,因此需要3000:1的寬調(diào)光范圍。這將要求LED驅(qū)動器電路采用PWM調(diào)光方法。
不過,他補(bǔ)充道:“在LED街燈中,由于這種燈常常要么處于接通狀態(tài)要么處于關(guān)斷狀態(tài),因而只需要一個有限的調(diào)光范圍即可。在這種場合中,僅需采用一種簡單的模擬調(diào)光法便能滿足要求。”
如前所述,小于25W的LED照明應(yīng)用主要是替換標(biāo)準(zhǔn)白熾燈和鹵素?zé)?。在這一功率范圍上,最可能的一個應(yīng)用就是替代由基于TRIAC(雙向可控硅)的逐步削減入墻式調(diào)光器控制的白熾燈或節(jié)能燈。目前市場上有前沿和后沿削減調(diào)光器,這為整體兼容性帶來了挑戰(zhàn),因為從EMI的角度來看TRIAC調(diào)光是很差的。
“對于要求最佳性價比的非調(diào)光應(yīng)用,使用像英飛凌TDA4863G這樣的DCMPFC的單級PFC反激拓?fù)涫且粋€合適的選擇?!盇lexanderSommer認(rèn)為,“25W及以上功率范圍LED照明應(yīng)用面向更多的專業(yè)市場。調(diào)光控制方法的選擇將取決于它是替代型還是新安裝型。數(shù)字照明控制(如DALI或無線解決方案)允許對調(diào)光水平進(jìn)行更精確的控制、以及更多的功能,如日光下調(diào)光和占空比感應(yīng)。替代型安裝可能要求兼容舊的模擬1-10V調(diào)光控制器?!?/FONT>
評論