家庭照明成LED驱动IC产业新标的

本文作者:admin       点击: 2009-06-10 00:00
前言:

从手机、汽车头灯到路灯和看板,LED的节能效益在这些市场上的应用已经不言可喻,成为绿能产品的主流。今年厂商进一步放眼LED在家用照明市场的潜力。对LED驱动IC厂商来说,从现有LED应用的缺陷加以改良成为各家出手较劲的基础.包括美国国家半导体、恩智浦与快捷半导体等厂商都以独有稳定电流的技术为家用LED照明提供解决方案。

美国国家半导体可支持TRIAC调光功能的LED驱动器

美国国家半导体公司 (National Semiconductor)推出一款全新的离线式稳定电流控制器,其优点是可以支持具备TRIAC(双向硅控整流器)正向或反向相位控制功能的传统壁挂式调光器,因此可以稳定调控高亮度LED的明暗,确保不会出现光线闪烁的问题。这款可支持TRIAC调光控制器的LM3445 LED 驱动器不但可以支持高达100:1 的调光比,而且还可输出 1A以上的稳定电流以驱动多串的LED,适用于不同类型的住宅、建筑物、商业及工业应用产品的照明系统。

可支持TRIAC 调光功能的LM3445 LED 驱动器可以大幅提高系统的光线输出量,并且在典型的应用情况下符合美国“能源之星”(ENERGY STAR) 的功率标准,属于美国国家半导体 PowerWise高能源效率产品系列。

按照目前业界的标准设计,壁挂式的TRIAC调光器应该连接白炽灯或卤素灯这类的电阻负载。但对于壁挂式TRIAC调光器来说,LED灯泡并不属于电阻负载,因此若利用传统壁挂式TRIAC调光器调控LED灯泡的亮度,将无法达到最佳效能。目前市场上的LED驱动器都面临频率为120Hz的闪烁,或无法支持100:1的调光比的问题。美国国家半导体的LM3445芯片可以成功解决上述问题,因为这款芯片可将TRIAC的截波(TRIAC-chopped waveform)转为DIM信号之后译码,以便支持100:1的调光比,确保调控亮度时明暗变化稳定,不会出现闪烁情况。此款驱动器采用正申请注册专利的控制架构,新的控制架构可以确保流入LED的涟波电流保持稳定不变,有助于延长LED的使用寿命。
采用美国国家半导体的LM3445 LED驱动器,便可以使用LED灯泡取代目前利用标准TRIAC壁挂式调光器调控灯光亮度的白炽灯泡或卤素灯泡。此外,这款驱动器还可透过主/从作业方式,控制多串LED灯泡。
 
恩智浦半导体首款整合可调光市电LED驱动IC

恩智浦半导体(NXP Semiconductors)推出首款整合可调光LED电源驱动IC——SSL2101。恩智浦SSL2101是一款小尺寸开关模式电源(SMPS)控制器IC,专为驱动LED设备而设计,并且提供可调光能力,以进一步改善LED照明的能效。SSL2101可以驱动各种具有不同电源要求的照明系统,包括LED改型灯具、LED模块、LED聚光灯、投射灯以及用于商店展示的LED灯串。
SSL2101具有的可调光能力为照明系统设计师提供更高效能系统的设计。这款具成本效益的产品具有高整合度,较低的电子组件总数,较小的电路板空间,同时使设计师能充分利用LED可调光特性的优势。 

SSL2101与当今照明基础架构完全兼容,可以直接采用整流市电电源并结合相位调光器工作。SSL2101含有高压电源开关,可以直接从整流市电电压启动,因而无需外部启动电路。为支持调光能力,SSL2101包含两个整合高压开关用于分压器操作,以及一个输入,用于侦测实时灯具功率,并在需要时启动附加分压器工作。

SSL2101还能在单一芯片上提供非隔离(buck)与隔离(fly-back)解决方案。它有一个附加输入,可用来检测电感组件的退磁,确保磁性材料得到充分利用,防止电流硬开关。该组件的内置电路可以用来降低电容性接通损耗,最佳化谷底开关效率,使SSL2101在低功率水准时能进行高效功率转换。SSL2101使用接通时间模式和频率模式来控制LED亮度。频率变化控制与接通时间控制二者相结合,产生与白炽灯相似的调光曲线。两种控制方法的使用还使设计师能降低峰值电流,帮助减小变压器或电感器的音讯噪声。

这款IC透过散热增强封装和内置过热保护功能(OTP)提供可靠且安全的散热解决方案。它还具有短绕组保护(SWP)和过流保护(OTP)功能,符合有关安全与功率因子的法规要求。

Fairchild运用PSR技术稳定家用LED灯电流

Fairchild展现在AC-DC技术的专长,针对家用LED照明应用提出Truecurrent的定电流技术方案。事实上,Truecurrent技术属于Fairchild知名的PSR(初级侧调节)技术的一环。据Fairchild Power Conversion研发中心(即崇贸科技)副理沈建铭表示,对传统照明源白炽灯而言,驱动是轻而易举的事情,只要让灯泡直接与电压源连接就可以了。大多数能源都是以恒定电压的形式存在的,这使得白炽灯的驱动成本相当低。然而,LED 有一个光输出强度,与它的电流及正向压降成正比,并随温度而变化。因此,LED 需要一个恒定电流来驱动,并需要额外的电路。传统上,LED 的离线恒定电流驱动器一般是采用具输出电流调节电路的隔离返驰式 (flyback) 转换器来实现。藉由一个检测电阻测量实际的 LED 电流,然后与参考电压数值进行比较,产生误差电压。该误差电压经由光耦合器被传送到初级侧(或称一次侧),用于控制初级侧开关组件的工作周期。尽管这种方案能够实现出色的 LED 电流调节,但输出调节电路需要光耦合器、参考电压和检测电阻,故大大增加了系统成本,降低了整体效率。

初级侧调节 (primary side regulation, PSR) 技术可能是将离线 LED 驱动器的成本降至最低的最佳解决方案,这项技术只需驱动器初级侧的信息,就可精确控制次级侧的 LED 电流,不仅消除了输出电流检测损耗,同时省去所有次级回授电路,从而在不产生庞大成本的前提下提高离线 LED 驱动器设计的效率。此外,该技术无需次级侧回授电路,即可调节 LED 驱动器输出电压,这相当于提供了一种开灯过压保护功能,进一步确保了驱动器的可靠性。
沈建铭进一步指出,所谓的TruecurrentTM 技术是藉由使用PSR控制的返驰式转换器来调节输出电流的发明。因为输出电流会受到初级侧电流与二次侧放电时间来决定,因此PSR控制器运用一种方法经由初级侧辅绕组变压器取得二次侧放电时间,并侦测初级侧电流是否与输出电流功率转换器相当,该PSR控制器利用此结果来决定MOSFET导通时间,并调节固定输出电流。

PSR技术为崇贸科技在5、6年前所开发,是Fairchild在AC-DC转换上的重要技术,尤其省却光耦合器的成本,能令客户的设计达到降低成本且高效能的目标。

沈建铭指出,高亮度LED灯有机会在2010年开始形成交叉点取代一般照明,运用该公司的PSR技术将能让LED串灯或装饰灯省电效率与使用寿命更加延长,至于调光应用方案正在进行开发当中。
快捷半导体LED照明系统

Cypress新款PowerPSoC系列改变LED照明产品设计模式

Cypress Semiconductor宣布推出PowerPSoC 系列整合式嵌入式电源控制器,是目前业界首款针对控制与驱动高功率LED方面的单芯片解决方案。PowerPSoC 系列组件整合4个固定电流调节器和4个32伏特MOSFET,以及Cypress内含一个微控制器、可编程模拟与数字模块、以及内存的PSoC可编程系统单芯片。

此款采用单芯片解决方案的系列产品,具备前所未有的整合性,可协助客户应用于开发高品质LED照明产品,并可扩展至其它嵌入式应用,例如家电产品与工业控制等应用。此款系列产品,将可协助客户开发出运用更少零组件、更快设计周期、更低功耗、以及具备更高的可靠度的最终系统。

搭配PowerPSoC的PSoC Designer 开发工具软件,协助研发业者快速且有效率地设定控制器,以配合各种不同的照明与功率选项。此外,它在开发周期的收尾阶段仍能进行设计变更,且无需更动电路板设计。

Cypress公司PowerPSoC部门副总裁Curtis Davis表示:“我们现正针对全新组合的应用与顾客,提供独一无二的PSoC价值包括整合性、高弹性、以及可编程模拟组件。PowerPSoC不但是PSoC平台发展过程中很重要的一步,也是整个Cypress产品阵容中的重要成员。”