【机电改变生活】优化LED照明，如何抉择驱动方案？
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...
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。为此电子发烧友针对交流直驱LED解决方案采访了Fairchild新业务开发总监洪涌桉博士。
图1：Fairchild新业务开发总监洪涌桉博士
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。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。
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