LED調光解決方案及規范一直在不斷變化,直到現在還未固定下來,所以現在市場上存在PWM、模擬及可控硅(TRAIC)三種調光方案。
PWM和模擬方法是其中較簡單的,但需要構建調光基礎架構和新的調光控制器。模擬調光方案的缺點是,LED電流的調節范圍局限在某個最大值至該最大值的約10%之間(10:1調光范圍)。由于LED的色譜與電流有關,因此這種方法并不適合于某些應用。PWM調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電流之間進行切換。該占空比改變了有效平均電流,從而可實現高達3000:1的調光范圍(僅受限于最小占空比)。由于LED電流要么處于最大值,要么被關斷,所以該方法還具有能夠避免在電流變化時發生LED色偏的優點,而在采用模擬調光時這種LED色偏現象是很常見的。
關于TRIAC,說法不一:
TRIAC調光是業內非常熱的一個話題,最初,TRIAC調光器是為白熾燈而設計的,但大多數用戶希望相同的TRIAC調光器也能對替代的LED燈進行調光。
觀點一:飛兆半導體公司高壓IC產品行銷經理SangCheol Her表示看好TRIAC調光方案的市場前景,可控硅(TRIAC,2線調光)將成為非常流行的解決方案,因為這種技術可以完全使用傳統的系統而不需任何改變。而且,它還能夠擴展為3線調光,以避免出現與低功率因數值相關的缺陷。”
觀點二:Cytech產品及設計部工程師徐瑞包認為調制方式的選擇不應該決定于LED的功率。而應決定于終端產品的應用要求。比如,顯示背光或者LED裝飾燈可能會選用PWM的調光方式,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照明,模擬調光或者TRIAC也可以選擇,不過會產生色偏,并且調光的級別會很低。”Tony Armstrong也指出,最終用戶所采用的調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中,環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。由于人眼對于環境照明條件的輕微變化極其敏感,因此需要3000:1的寬調光范圍。這將要求LED驅動器電路采用PWM調光方法。不過,他補充道:“在LED街燈中,由于這種燈常常要么處于接通狀態要么處于關斷狀態,因而只需要一個有限的調光范圍即可。在這種場合中,僅需采用一種簡單的模擬調光法便能滿足要求。”
觀點三:安森美半導體中國區高級應用經理鄭宗前認為市場上TRIAC調光器的應用方案應該只是過渡性的,長遠來說,應該會用PWM調光。主要的三點決定性因素為:1)用PWM 調光從零到最光,都不會有閃爍的現象。2)性能會更好。因為調光輸出功率采用了功率因數校正電路,這是配合全球對燈光采用功率因數有強制性的要求,雖然一般從25 W開始有這要求,但美國要求燈光從零瓦起已需強制性功率因數校正電路。如采用TRAIC調光將犧牲功率因數和增加了電路的復雜性。因此,采用PWM調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調整占空比,不需要太多額外的控制電路成本。” 英飛凌科技有限公司電源管理業務部產品市場總監Alexander Sommer也表示看好PWM調光方案前景,他說:“與模擬調光方法相比,LED的PWM調光方法有以下優點:1)效率更高;2)不管調光程度有多大,允許LED一直在優化的和恒定的電流下工組;3)在整個調光范圍內LED顏色色調保持一致(顏色色調像流明輸出一樣隨LED工作電流而變化)。”
為了在連續調光時實現無閃爍,大多數客戶喜歡選擇PWM調光,因為它可提供更大的調光范圍和更好的線性度。取決于你正在使用的調光頻率,閃爍現象可以降到最小。模擬調光更容易實現,因為它只需要一個DC電壓就可以無閃爍地對LED進行調光。對于由多個LED構成的大功率照明應用,確保每個LED具有均勻的亮度且不產生任何閃爍也成為了主要的設計障礙,但PWM方法很容易解決調光時的閃爍問題。
如前所述,小于25W的LED照明應用主要是替換標準白熾燈和鹵素燈。在這一功率范圍上,最可能的一個應用就是替代由基于TRIAC(雙向可控硅)的逐步削減入墻式調光器控制的白熾燈或節能燈。目前市場上有前沿和后沿削減調光器,這為整體兼容性帶來了挑戰,因為從EMI的角度來看TRIAC調光是很差的。
“對于要求最佳性價比的非調光應用,使用像英飛凌NCP6561這樣的DCM PFC的單級PFC反激拓撲是一個合適的選擇。”英飛凌科技有限公司電源管理業務部產品市場總監Alexander Sommer認為,“25W及以上功率范圍LED照明應用面向更多的專業市場。調光控制方法的選擇將取決于它是替代型還是新安裝型。數字照明控制(如DALI或無線解決方案)允許對調光水平進行更精確的控制、以及更多的功能,如日光下調光和占空比感應。替代型安裝可能要求兼容舊的模擬1-10V調光控制器。”。
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