LED照明應用設計的影響因素

梁后權也指出：“為了達到高效率要求，應當考慮采用開關模式LED驅動器，大多數(shù)這類客戶更喜歡選擇降壓LED驅動器，因為總的效率更高一些。如果從最低BOM成本角度來考慮，開關型LED轉換器不是最便宜的。此類客戶可能會試圖采用線性恒流LED驅動器。這可以提供最低的BOM成本，但效率可能就不會像開關模式LED驅動器那樣高。如從最小PCB板面積的角度考慮，通常將選用開關模式轉換器，因為它們產生更少的熱量，甚至相關的元器件體積也將會更小。”

模擬、PWM和TRIAC調光方案

LED調光解決方案及規(guī)范一直在不斷變化，直到現(xiàn)在還未固定下來，所以現(xiàn)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(jié)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(xiàn)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(fā)生LED色偏的優(yōu)點，而在采用模擬調光時這種LED色偏現(xiàn)象是很常見的。

SangCheolHer則看好TRIAC調光方案的市場前景，他表示：“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(tǒng)的系統(tǒng)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(xiàn)與低功率因數(shù)值相關的缺陷。”

TRIAC調光今天是業(yè)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(shù)用戶希望相同的TRIAC調光器也能對替代的LED燈進行調光。梁后權表示：“DiodesZetex目前可為客戶提供全部的調光解決方案(包括PWM、模擬和TRIAC)。例如，ZXLD1362LED驅動器用一個ADJ引腳來實現(xiàn)模擬和PWM調光，這就為客戶帶來了很大的設計靈活性。”

不過，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。他說：“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(xiàn)象。2)性能會更好。因為調光輸出功率采用了功率因數(shù)校正電路，這是配合全球對燈光采用功率因數(shù)有強制性的要求，雖然一般從25W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(shù)校正電路。如采用TRAIC調光將犧牲功率因數(shù)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。”

AlexanderSommer也看好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(yōu)點：1)效率更高;2)不管調光程度有多大，允許LED一直在優(yōu)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)。”

徐瑞包也坦率地說：“個人覺得，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(yè)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。”

梁后權也表示：“為了在連續(xù)調光時實現(xiàn)無閃爍，大多數(shù)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(xiàn)象可以降到最小。模擬調光更容易實現(xiàn)，因為它只需要一個DC電壓就可以無閃爍地對LED進行調光。但通常來說，調光范圍要窄一些。”

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。“若PWM調制器的占空比能保持恒定，就便應該不會存在有燈光亮度不均勻的問題。”吳志民表示，“美國國家半導體的LED驅動器不但能確保輸出的電流大小均勻，而且也確保畫面有極高的光暗對比度。從以這幾方面來說，我們的LED驅動器都比市場上的同級產品更出色優(yōu)勝。”

TonyArmstrong指出，總之，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(tǒng)中，環(huán)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(huán)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(tài)要么處于關斷狀態(tài)，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。”

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(jié)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(zhàn)，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TDA4863G這樣的DCMPFC的單級PFC反激拓撲是一個合適的選擇。”AlexanderSommer認為，“25W及以上功率范圍LED照明應用面向更多的專業(yè)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(shù)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。”