1W~500W LED通用照明解决方案选择要素

上网时间: 2009年06月01日? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:LED照明? TRIAC调光? PWM调光?

模拟、PWM和TRIAC调光方案选择

LED调光解决方案及规范一直在不断变化,直到现在还未固定下来,所以现在市场上存在PWM、模拟及可控硅(TRAIC)三种调光方案。PWM和模拟方法是其中较简单的,但需要构建调光基础架构和新的调光控制器。

模拟调光方案的缺点是,LED电流的调节范围局限在某个最大值至该最大值的约10%之间(10:1调光范围)。由于LED的色谱与电流有关,因此这种方法并不适合于某些应用。

PWM调光方案则是以某种快至足以掩盖视觉闪烁的速率(通常高于100MHz)在零电流和最大LED电流之间进行切换。该占空比改变了有效平均电流,从而可实现高达3000:1的调光范围(仅受限于最小占空比)。由于LED电流要么处于最大值,要么被关断,所以该方法还具有能够避免在电流变化时发生LED色偏的优点,而在采用模拟调光时这种LED色偏现象是很常见的。

SangCheol Her则看好TRIAC调光方案的市场前景,他表示:“可控硅(TRIAC,2线调光)将成为非常流行的解决方案,因为这种技术可以完全使用传统的系统而不需任何改变。而且,它还能够扩展为3线调光,以避免出现与低功率因数值相关的缺陷。”

TRIAC调光今天是业内非常热的一个话题,最初,TRIAC调光器是为白炽灯而设计的,但大多数用户希望相同的TRIAC调光器也能对替代的LED灯进行调光。梁后权表示:“Diodes Zetex目前可为客户提供全部的调光解决方案(包括PWM、模拟和TRIAC)。例如,ZXLD1362 LED驱动器用一个ADJ引脚来实现模拟和PWM调光,这就为客户带来了很大的设计灵活性。”

不过,郑宗前认为,市场上TRIAC调光器的应用方案应该只是过渡性的,长远来说,应该会用PWM调光。他说:“主要的三点决定性因素为:1)用PWM 调光从零到最光,都不会有闪烁的现象。2)性能会更好。因为调光输出功率采用了功率因数校正电路,这是配合全球对灯光采用功率因数有强制性的要求,虽然一般从25 W开始有这要求,但美国要求灯光从零瓦起已需强制性功率因数校正电路。如采用TRAIC调光将牺牲功率因数和增加了电路的复杂性。因此,采用PWM调光可以提供最好性能的选择,也是未来的趋势。3)成本会更好。用PWM调整占空比,不需要太多额外的控制电路成本。”

Alexander Sommer也看好PWM调光方案前景,他说:“与模拟调光方法相比,LED的PWM调光方法有以下优点:1)效率更高;2)不管调光程度有多大,允许LED一直在优化的和恒定的电流下工组;3)在整个调光范围内LED颜色色调保持一致(颜色色调像流明输出一样随LED工作电流而变化)。”

徐瑞包也坦率地说:“个人觉得,调制方式的选择不应该决定于LED的功率。而应决定于终端产品的应用要求。比如,显示背光或者LED装饰灯可能会选用PWM的调光方式,颜色一致性好,亮度级别高。但是对于一般的家用照明或者商业照明,模拟调光或者TRIAC也可以选择,不过会产生色偏,并且调光的级别会很低。”

梁后权也表示:“为了在连续调光时实现无闪烁,大多数客户喜欢选择PWM调光,因为它可提供更大的调光范围和更好的线性度。取决于你正在使用的调光频率,闪烁现象可以降到最小。模拟调光更容易实现,因为它只需要一个DC电压就可以无闪烁地对LED进行调光。但通常来说,调光范围要窄一些。”

对于由多个LED构成的大功率照明应用,确保每个LED具有均匀的亮度且不产生任何闪烁也成为了主要的设计障碍,但PWM方法很容易解决调光时的闪烁问题。“若PWM调制器的占空比能保持恒定,就应该不会存在灯光亮度不均匀的问题。”吴志民表示,“美国国家半导体的LED驱动器不但能确保输出的电流大小均匀,而且也确保画面有极高的光暗对比度。从这几方面来说,我们的LED驱动器都比市场上的同级产品更出色。”

Tony Armstrong指出,总之,最终用户所采用的调光方法在很大程度上将由LED本身的最终用途来决定。例如,在LED用于给显示器提供背面照明的汽车信息娱乐系统中,环境照明的亮度变化范围是非常宽的,既有阳光充足时的无比明亮,也有无月之夜的漆黑一片,可谓千差万别。由于人眼对于环境照明条件的轻微变化极其敏感,因此需要3000:1的宽调光范围。这将要求LED驱动器电路采用PWM调光方法。

不过,他补充道:“在LED街灯中,由于这种灯常常要么处于接通状态要么处于关断状态,因而只需要一个有限的调光范围即可。在这种场合中,仅需采用一种简单的模拟调光法便能满足要求。”

如前所述,小于25W的LED照明应用主要是替换标准白炽灯和卤素灯。在这一功率范围上,最可能的一个应用就是替代由基于TRIAC(双向可控硅)的逐步削减入墙式调光器控制的白炽灯或节能灯。目前市场上有前沿和后沿削减调光器,这为整体兼容性带来了挑战,因为从EMI的角度来看TRIAC调光是很差的。

“对于要求最佳性价比的非调光应用,使用像英飞凌TDA4863G这样的DCM PFC的单级PFC反激拓扑是一个合适的选择。”Alexander Sommer认为,“25W及以上功率范围LED照明应用面向更多的专业市场。调光控制方法的选择将取决于它是替代型还是新安装型。数字照明控制(如DALI或无线解决方案)允许对调光水平进行更精确的控制、以及更多的功能,如日光下调光和占空比感应。替代型安装可能要求兼容旧的模拟1-10V调光控制器。”

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