面对两大技术难点 LED照明驱动方案如何选择?

时间:2021-05-23来源:佚名
  据预测,2015年全球高亮度LED市场产值达145.2亿美元,但年成长仅2%。预计未来五年内,LED产业的年复合成长率难以再现过去10%以上的成长幅度,产业成长将趋缓。随着交流直接驱动器的使用率不断攀升,面对的一个问题就是 LED 灯较高的闪烁指数,虽然在室外照明应用中不那么重要,但是在办公、零售和其他商业照明环境中,其闪烁指数低于一定的水平就非常重要。

  可以发现,灯会闪烁是因为每当交流输入电压通过其过零点时,LED会失去激励能量,而Fairchild 使用了闪烁指数低于 0.1,且是一种不降低 PF 和 THD 性能的解决方案。为此记者针对交流直驱LED解决方案采访了Fairchild新业务开发总监洪涌桉博士。

 面对两大技术难点 LED照明驱动方案如何选择?

  图1:Fairchild新业务开发总监洪涌桉博士

  Fairchild新业务开发总监洪涌桉博士表示,通过在每一串 LED 上添加能量存储网络,并与多家中国顶级照明制造商合作,将交流直接驱动解决方案设计到功率在 12 W 到 120 W 之间的各种商业和工业照明应用中。

  目前LED驱动器分为两个主要类型:开关电源和交流直接驱动方案。Fairchild新业务开发总监洪涌桉表示,开关电源在设计上更复杂,解决方案的总成本较高,BOM 数量也较多,包括磁性元件和电解电容,可能会导致系统可靠性降低,系统寿命减少,而交流直接驱动方法在设计上较简单,解决方案的成本较低,BOM 数量也较少,不需要磁性元件和电解电容。

  当然,这两种方法将会共存。洪涌桉补充道,开关电源解决方案适用于终端用户有可能接触 LED 风险的应用,其磁性元件会提供隔离功能,以防触电。在大部分商业和工业应用中,例如筒灯、槽箱式照明设备、天井灯和路灯,并不能直接接触 LED,因此交流直接驱动解决方案非常有吸引力,因为其设计简单,性价比高,BOM 数量也较少。在这些应用中,交流直接驱动解决方案成为最好的选择。

  LED亮度及闪烁是两大技术难点

  在交流直接驱动解决方案中,LED 灯串随着交流电压上升按顺序点亮,有足够的电压对下一串 LED 进行正向偏置,这意味着一些 LED 在交流电压周期中导通的时间更短。

  洪涌桉指出,为了抵消此影响,并保持目标灯具的亮度,交流直接驱动器比开关电源驱动需要更多的 LED 灯。由于 LED 能在电解电容器的帮助下实现持续激励,开关电源驱动器具有 100% LED 使用率,LED 数量的增加会抵消从开关电源到交流直接驱动器迁移所节省的成本,因为其在整个照明系统成本中仍然占有很大的一部分。

  然而,最近发现 LED 成本大幅降低。随着生产方式更加成熟,需求和容量也不断增加,LED 使用率也变得越来越不算问题。实际上,洪涌桉谈到,Fairchild 的交流直接解决方案相比于开关电源解决方案,可在20W功率时节省 10% 的 BOM 总成本,100W 时节省 30%。

  另外,就是闪烁。洪涌桉指出,现在Fairchild 的解决方案中已经得到了解决。当前有很多供应商已经能提供交流直接驱动 LED解决方案。但是,现存的解决方案都还存在一些问题,如不能扩展到更高的功率、较差的闪烁性能、高 BOM 成本以及智能照明不兼容等问题,这些都是该技术使用率低的重要原因。

  LED交流直接驱动方案优势凸显

  在方案的优势性能上。洪涌桉表示,Fairchild 交流直接驱动 LED 解决方案,通过提供商业和工业照明制造商所需的智能LED照明产品,加快产品上市速度,并提供差异化特性。如通过并联产品,以支持高达 120 W 功率的应用,减少制造商需要储备的不同 IC 的数量。

  在解决闪烁问题的同时,还保持较高的PF和较低THD性能,这可以通过 Fairchild专有的系统级解决方案来实现。洪涌桉谈到,该系统级解决方案提供使LED保持激励所需的电流,同时保持输入电流的正弦波形,对PF和THD 性能没有干扰,提供智能照明产品所需的重要调光能力,包括切相调光、模拟调光和 PWM 调光。比如FL779xx 系列 LED 驱动器,取消电解电容器可消除了LED 照明解决方案中最常见的故障点,提高了可靠性并延长了系统寿命,以匹配 LED 本身的寿命。

  总的来说,目前交流直接驱动 LED 在一些重要的指标,如驱动器大小、成本和设计简便性上,与开关电源方法相比更加吸引照明制造商。洪涌桉强调,交流直接驱动LED 除了为智能 LED 照明增加更多特性和功能之外,驱动器拓扑和系统结构通过创新进行了简化,降低了BOM与终端用户的购置成本,加快了市场的使用率,逐渐受到用户的认可。

    相关阅读

    中国台湾研究员:开发了新的近红外发射FAPbI3量子点,实现15.4%的钙钛矿基NIR

    近年来,钙钛矿型量子点(QDs)和基于量子点的发光二极管(QLEDs)的性能有了很大的提高,绿色和红色发光的电致发光(EL)效率超过20%。然而,钙钛矿近红外(NIR)QLED的发展已经停...
    2022-07-25
    中国台湾研究员:开发了新的近红外发射FAPbI3量子点,实现15.4%的钙钛矿基NIR

    合肥工大蒋阳课题组在量子点电致发光器件(QLED)领域取得新进展

    近日,合肥工业大学材料科学与工程学院蒋阳教授课题组在钙钛矿量子点电致发光器件(QLED)领域取得了记录效率的突破,相关研究成果“Enriched-bromine surface state for stable sky-blue spectr...
    2022-08-23
    合肥工大蒋阳课题组在量子点电致发光器件(QLED)领域取得新进展

    至芯半导体成功研制日盲深紫外器件

    至芯半导体成功研发出AlGaN的高灵敏日盲型深紫外光的光电探测器,相关成果已申请发明专利(申请号: 202210045910.6),这一成果为实现高性能日盲深紫外光电探测器和图像传感提供了一...
    2022-08-23
    至芯半导体成功研制日盲深紫外器件

    加拿大研究人员:宽禁带钙钛矿量子点及在天蓝LED的应用

    钙钛矿基质在量子点(QD)上的外延生长使高效红光发光二极管(LED)得以出现,因为它将高效电荷传输与强大的表面钝化结合起来。然而,到目前为止,在天蓝LED的情况下,在基质异质...
    2022-07-05
    加拿大研究人员:宽禁带钙钛矿量子点及在天蓝LED的应用

    南方科技大学孙小卫教授课题组AOM:溴离子钝化高效蓝光InP量子点材料与器件研

    半导体照明网获悉:近日,南方科技大学孙小卫课题组通过低温成核、高温包覆的方法成功制备了基于溴离子钝化的高效蓝光InP量子点材料,同时通过配体工程,将长链的十二硫醇配体...
    2022-06-15
    南方科技大学孙小卫教授课题组AOM:溴离子钝化高效蓝光InP量子点材料与器件研

    浙大金一政团队和华南理工大学黄飞/应磊团队合作在量子点发光二极管研究方

    近日,浙江大学金一政课题组、王林军课题组与华南理工大学黄飞 / 应磊团队合作,在高性能蓝、绿光量子点发光二极管( QLED )的开发上取得进展。研究者揭示了无机量子点 / 有机高...
    2022-05-23
    浙大金一政团队和华南理工大学黄飞/应磊团队合作在量子点发光二极管研究方

    厦大张荣教授团队与台交大郭浩中教授团队合作:Micro LED色转换研究领新进展

    随着人工智能、图像识别和5G通信技术的快速发展,增强现实(AR)和虚拟现实(VR)技术正以惊人的速度发展。新冠疫情背景下,远程办公和远程消费交互日益增加,市场再次将注意力转向...
    2022-07-27
    厦大张荣教授团队与台交大郭浩中教授团队合作:Micro LED色转换研究领新进展

    剖析丨InP衬底的制备以及产业化现状

    磷化铟(InP)目前已成为光电器件和微电子器件不可或缺的重要半导体材料。本期1°姐将为大家详细介绍InP单晶衬底的制备以及产业化现状。 一、InP性能简介 磷化铟(InP) 是一种具有...
    2021-05-23
    剖析丨InP衬底的制备以及产业化现状

    网站栏目