淺析無閃爍無電解電容LED驅(qū)動(dòng)方案

現(xiàn)階段電解與電容壽命最高僅達(dá)5，000小時(shí)，且單價(jià)昂貴，不僅無法符合LED光源使用時(shí)間長達(dá)2萬小時(shí)以上的要求，且墊高LED驅(qū)動(dòng)器整體物料清單(BOM)成本，與LED照明系統(tǒng)商的低成本和長壽命產(chǎn)品策略背道而馳，無電解、電容LED驅(qū)動(dòng)器方案遂應(yīng)運(yùn)而生。

嚴(yán)宗福表示，LED照明燈具運(yùn)作溫度高達(dá)80100℃，然電解與電容在高溫下容易干燥，故采內(nèi)建電解、電容的LED可調(diào)光驅(qū)動(dòng)器，工作壽命無法超過數(shù)千小時(shí)，拖累LED照明燈具壽命。

周俊宏指出，無電解及電容的LED驅(qū)動(dòng)器方案，雖可縮減成本、體積及壽命，但會(huì)產(chǎn)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(diào)降LED驅(qū)動(dòng)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(diào)光與長壽命，為增加外觀的設(shè)計(jì)彈性，LED照明系統(tǒng)商對(duì)于更小體積的LED驅(qū)動(dòng)器同樣需求殷切，正借助反馳式初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)(PSR)拓?fù)浼軜?gòu)LED驅(qū)動(dòng)器縮減尺寸及成本，加速LED居家照明普及。

擴(kuò)展TRIAC調(diào)光范圍，LED驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)器廠商的一大難題。為開發(fā)出具寬廣TRIAC調(diào)光范圍且無閃爍LED燈具，LED驅(qū)動(dòng)芯片業(yè)者正陸續(xù)導(dǎo)入自行開發(fā)的專*線路，以突破長久以來的技術(shù)桎梏，加速兼容于TRIAC調(diào)光的LED燈具市場滲透率擴(kuò)大。

Fairchild技術(shù)營銷總監(jiān)嚴(yán)宗福表示，F(xiàn)airchild旗下支持TRIAC的LED驅(qū)動(dòng)器已導(dǎo)入主動(dòng)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(shí)延展調(diào)光范圍達(dá)10100%，實(shí)現(xiàn)如傳統(tǒng)光源多層次調(diào)光。

目前市面上TRIAC調(diào)光器規(guī)格參差不齊，因此大多數(shù)支持TRIAC功能的LED驅(qū)動(dòng)器難以符合所有調(diào)光器最低的保持電流要求，為執(zhí)行TRIAC調(diào)光，LED驅(qū)動(dòng)器須調(diào)降輸出電壓，再提供給燈具使用，容易導(dǎo)致導(dǎo)通電流降至0，此將斷斷續(xù)續(xù)產(chǎn)生照明關(guān)閉的窘境，造成光源閃爍的情況發(fā)生。

嚴(yán)宗福指出，為解決光源閃爍的窒礙，F(xiàn)airchild藉由在LED驅(qū)動(dòng)器配備主動(dòng)式泄流專*線路，擴(kuò)張保持電流范圍，使具備TRIAC調(diào)光功能的LED驅(qū)動(dòng)器能支持最小的保持電流，避免TRIAC調(diào)光斷電。

德州儀器(TI)亞洲區(qū)模擬產(chǎn)品市場開發(fā)資深市場營銷工程師周俊宏強(qiáng)調(diào)，相較于傳統(tǒng)光源動(dòng)輒數(shù)十瓦以上，大多數(shù)LED居家照明皆在10瓦以內(nèi)，因此導(dǎo)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(qū)動(dòng)器內(nèi)建自行研發(fā)的譯碼(Decoding)專*線路，以偵測TRIAC調(diào)降后的輸入電壓，再供應(yīng)TRIAC調(diào)光所需的最低保持電流，確保LED驅(qū)動(dòng)器電流可持續(xù)導(dǎo)通。

另一方面，為實(shí)現(xiàn)如傳統(tǒng)光源的多層次調(diào)光，燈具系統(tǒng)商對(duì)于更寬廣的調(diào)光范圍要求更為嚴(yán)苛，從過去的30100%調(diào)光范圍，已進(jìn)階至10100%，此亦增加LED驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)難度。

周俊宏表示，現(xiàn)透過專*線路，大多數(shù)LED驅(qū)動(dòng)器廠商已能克服擴(kuò)大調(diào)光范圍的技術(shù)難題。事實(shí)上，隨著各家技術(shù)迭有進(jìn)展，預(yù)期未來更多適用于TRIAC調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)器解決方案將會(huì)競出籠，恐將使價(jià)格戰(zhàn)起，不過，有別于傳統(tǒng)光源及電源的設(shè)計(jì)架構(gòu)，應(yīng)用于照明的LED驅(qū)動(dòng)器開發(fā)仍須經(jīng)驗(yàn)累積，因此持續(xù)提高產(chǎn)品附加價(jià)值與性價(jià)比，將為贏得更多客戶青睞的不二法門。

PSR架構(gòu)助攻LED居家照明成本續(xù)降

LED驅(qū)動(dòng)器供貨商正積極藉由在PSR內(nèi)建替代二次側(cè)(SecondarySide)的回授電路，以在不犧牲負(fù)載電流精準(zhǔn)度之下，提供低成本與小尺寸的LED驅(qū)動(dòng)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(xiàng)目經(jīng)理蘇壬穗表示，相較于二次側(cè)架構(gòu)，PSR線路設(shè)計(jì)較簡化，其省卻二次側(cè)架構(gòu)的回授線路及相關(guān)組件如二極管、電解及電容，由于組件數(shù)量減少，可大幅降低LED驅(qū)動(dòng)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(kuò)大LED居家照明市場滲透率，今年照明系統(tǒng)業(yè)者將主打低價(jià)居家照明產(chǎn)品，因此能顯著減低成本的PSR架構(gòu)LED驅(qū)動(dòng)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(diǎn)。

事實(shí)上，今年上半年，F(xiàn)airchild、德州儀器、恩智浦(NXP)、阿瑟萊特等已輪番推出PSR架構(gòu)的LED驅(qū)動(dòng)器方案，足見該產(chǎn)品在LED居家照明市場的熱度。

然而，PSR雖免卻回授電路，卻導(dǎo)致難偵測大功率輸出電壓與電流的變化，且易受雜散訊號(hào)影響，降低負(fù)載電流的精準(zhǔn)度。也因此，半導(dǎo)體廠商正藉由在LED驅(qū)動(dòng)器置入具備回授功能的專*線路，以提高負(fù)載電流的精準(zhǔn)度。

嚴(yán)宗福提到，著眼于PSR搭配傳統(tǒng)TRIAC調(diào)光為居家與商業(yè)照明大宗市場，F(xiàn)airchild已開發(fā)出取代二次側(cè)回授的專*線路TRUECURRENT，藉此偵測出負(fù)載的電流量，再透過整合反馳式架構(gòu)、MOSFET開關(guān)及TRIAC訊號(hào)，運(yùn)算出精準(zhǔn)的脈沖寬度調(diào)變(PWM)輸出訊號(hào)，提供準(zhǔn)確的負(fù)載電流，負(fù)載電流準(zhǔn)確度最高可達(dá)±3%。

阿瑟萊特更透過自有線路