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如何讓LED燈更好的實現單向線性調光?

幾乎所有人都對LED燈的調光有所感觸。我們理想的調光是光線從暗到亮,或者從亮到暗。這種單向穩定的變化才是用戶最想要的體驗。LED燈能否達到這種效果,與驅動IC的好壞有很大關系。LED驅動IC不僅要與市場上大多數SCR調光器兼容,還要實現線性單向調光。為了滿足這些要求,Power Integrations公司推出了LYTSwitch-7,它適用於單級非隔離降壓可調光LED驅動器。集成電路產品系列。這些器件采用超薄SO-8封裝,無需熱沈即可提供22 W輸出功率,效率高達86%。它們還具有高功率因數、精確的調整率和全面的保護功能,適用於燈泡、燈管和其他照明設備。

1.寬電壓輸入和低壓調光。

采用LYTSwitch-7 IC的LED驅動器電壓輸入範圍為90V至305V,在低電壓輸入下仍可實現調光。此時有人會問,為什麽不做高輸入電壓調光呢?技術上實現高壓輸入當然沒有問題,但是任何國家都是單壹電壓,要麽是低壓,比如日本和美國,要麽是高壓,比如中國和歐洲,所以LED驅動器定位在高壓或者低壓都可以滿足用戶的需求。但在壹些國家,如美國,照明市場分為商用和民用,商用照明的供電電壓往往是高壓輸入,所以不需要高壓輸入就具有調光功能。LYTSwitch-7 LED驅動IC既能應對寬電壓輸入範圍,又能實現低電壓調光,在保證輸出電流不變的情況下實現寬電壓輸入。所以可以同時滿足美國商業和民用照明的需求。

2.集成保護,更高的安全性。

在分離組件的驅動方案中,如果想要增加壹定的保護,就需要增加更多的設備來實現。PI的電路保護是完全集成的。這有三個好處。首先,在輸入過壓浪湧的情況下,輸入過壓保護可以保護LED負載。比如電路遇到雷電時,只要電路中有雷電,母線就會出現高壓,IC會相應停止開關操作,後面的LED燈會避免高壓危害;第二,它提供輸出過流、過壓(OVP)、短路和負載開路保護。比如負載開路時,電壓會持續上升,負載端的電容很容易損壞,而輸出過壓保護可以在這種故障情況下保護輸出電容。第三,當驅動器過熱時,輸出電流降低,最終熱返送保護完全關閉。比如,當建築物著火時,隨著環境溫度的升高,LED燈不會馬上熄滅,而是亮度逐漸變暗,這樣就給了裏面的人逃生的機會。如圖1所示,更神奇的是,當溫度達到壹個更高的水平時,燈就會完全熄滅,壹旦外界溫度恢復到正常範圍,燈就會自動恢復點亮。

圖1:先進的熱管理性能——燈泡在異常環境溫度下仍能提供照明輸出。

3.三個因素決定了EMI非常低,與大多數SCR調光器兼容。

EMI是所有調光驅動器方案都面臨的問題。它不僅與EMI濾波器元件的成本有關,還與連接到前端的SCR調光器的兼容性有關。使用LYTSwitch-7的LED驅動器具有低EMI。主要來自以下三個原因:第壹,“安靜”的源節點(源電位)用於散熱。由於其特殊的MOSFET工藝,該方案中IC的散熱方式是通過源極,但在下端為buck型和開關管的電路結構中,MOSFET源極的電位不隨其開關而變化,所以在電學上是低噪聲節點,EMI會很低;第二,在批判模式下工作。由於電感電流工作在臨界導通模式,其工作頻率是不斷變化的。噪聲能量分布在不同的頻點,所以它的EMI會比較低;第三,開關管位於低端電路結構,可以在PCB板上增加源極的銅面積,減少漏極的銅面積,既保證了IC本身的散熱,又兼顧了EMI。

低EMI不僅可以節省EMI濾波器的成本,還可以幫助驅動器兼容市面上大部分SCR調光器,從而提高燈具的兼容性。

4.獨特的算法可以提供高功率因數和精確的調整率。

圖2:電感電流分布

如何實現精確的恒流控制,是很多LED驅動IC廠商壹直在考慮的問題。如圖2所示,為了實現高功率因數,開關管的電流通常隨輸入電壓的波形而變化。但壹旦輸入端出現任何噪聲和低頻擾動,就會隨著開關管電流的響應出現在輸出端的LED驅動電流上,從而引起照明亮度的響應變化,影響人的視覺體驗。LYTSwitch-7功率集成方案在壹個半波周期內采用限流模式,即電感的峰值電流不隨輸入電壓變化,因此可以抑制輸入噪聲,輸出端的電流對輸入噪聲不敏感。避免了輸出照明受交流電源影響的情況。輸出恒流的控制是通過保持交流半波中電感電流的平均值來實現的。因此,在不同的輸入電壓、負載和量產條件下,都能保證其恒流精度。此外,與傳統控制方式相比,由於峰值電流相對較低,MOSFET利用率高,儲能電感也可以降低。此外,該方案本身獨特的供電方式不需要在電感上附加耦合繞組,因此可以使用低成本的商用標準電感。這大大增加了該方案的吸引力。(邊肖:深圳君鴻盛電子)

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