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取代傳統照明,LED調光特性優勢凸顯

關鍵字:LED調光 

與傳統節能燈、白熾燈泡相比,LED方便的調光特性,使之應用變得十分靈活。對于家庭、辦公室而言,傳統燈具中可調光的產品比例非常少,而LED燈具的出現,使主照明燈具的可調光性能變得容易和多樣化,這也成為LED燈具能與傳統燈具區隔的重要特性之一。

整體而言,在目前LED燈具仍相對于傳統燈具價格較高的情況下,LED燈具的可調光性,為LED燈具進入主照明市場提供了更多契機。此外,對于景觀燈、裝飾、輔助照明等,LED燈具的可調光性,更是獲得了絕對性的優勢,普誠科技GE事業處研一經理孫曉良指出,LED燈具藉由調光性所呈現出的多樣化趨勢,是傳統燈具所無法超越的。

可控硅調光器仍有問題待解決

凹凸科技(O2Micro)助理副總裁Steve Lee
凹凸科技(O2Micro)助理副總裁Steve Lee

縱觀目前傳統燈具的調光方法,包括可控硅調光器 (Triac dimmer) (前切式) ,電子式調光器 (后切式),與遙控調光器 (紅外線或RF式),以及一些商用照明調光系統。針對上述調光方式,凹凸科技(O2Micro)智能照明事業群助理副總裁Steve Lee表示,可控硅調光因為不用改變接線,裝置成本較低,各廠牌硅控調光器的性能和規格差別不大,且歐美家庭多為安裝此種調光方式,因此,相較于PWM調光及線性調光這兩種LED調光方式,通過可控硅調光器實現LED調光功能已成目前市場的一個熱點。

然而,雖然可控硅調光器受到較普遍的應用,但仍存在著不足之處。恩智浦大中華區照明產品市場經理張偉超指出,LED調光應用存在的難點包括,調光器的廣泛兼容性(前切、后切以及數字調光器)、調光線性差、調光過程連續性及調光深度不夠、多燈并聯調光以及外圍電路過于復雜,無法放進GU10等小尺寸空間等。

恩智浦半導體大中華區照明產品市場經理張偉超
恩智浦半導體大中華區照明產品市場經理張偉超

羅姆(Rohm)也表示,在LED的三種調光方式(可控硅調光、PWM調光、線性調光)中,可控硅調光存在對于可控硅輸入控制的問題,特別是由可控硅的誤動作引起的工作不穩定,從而發生閃爍、EMI的問題。在LED驅動的問題上,則存在LED無閃爍恒流工作的難題。因此,對于可控硅調光而言,在輸入端要解決可控硅調光器無誤動作正常工作的問題;在輸出端,LED驅動則必須從各方面考慮解決LED無閃爍正常工作的難題。

廠商推出新的產品及解決方案

針對現階段LED調光所存在的各項問題,各廠商也已提出改善的解決方案。例如,安森美半導體AC-DC業務部LED電源方案應用及營銷經理Bernie Weir表示,LED調光的挑戰還包括不同LED燈泡及燈具在響應調光器控制方面擁有不同的調光曲線,因此相同電路上源自兩家制造商的兩個燈泡,在連接至相同調光器時,調光可能有大有不同。

安森美半導體AC-DC業務部LED電源方案應用及營銷經理Bernie Weir
安森美半導體AC-DC業務部LED電源方案應用及營銷經理Bernie Weir

針對此問題,安森美半導體所推出的NCL30000 TRIAC可調光LED驅動器在采用TRIAC調光器控制器時,可以應用加速的調光曲線,使其調光曲線更接近于傳統白熾燈的調光波形。此外,該公司的LV5026MC LED驅動器監測交流線路電壓,可驅動外部開關來為負載增加維持電流,提升調光器兼容性。

另外,安森美還在開發的IC中增加接口,使其能夠容易地連接到擁有紅外接口的小型微控制器,省去修改繞線以增加TRIAC調光器的需要,也可以增強智能控制等級。相同的接口可以用于無線或電力線控制,提供有源聯網照明方案。

O2micro則在現階段開發了基于墻壁開關的“Free Dimming”技術,包括分段式調光以及連續調光產品,可支持墻壁開關的調光需求。Steve Lee指出這是一種不需要改變接線,不增加任何調光器,就能達到調光功能的一種方案。由于是芯片集成了“Free Dimming”功能,因此體積非常小,采用了這一方案的光源或燈具能夠在存在開關的任意場合中使用,能夠兼顧效率、PF、體積、成本等各方面問題,同時也不存在兼容性問題,克服了多個光源統一調光光亮不一致的問題。

同樣的,兼容性也是恩智浦產品首要解決的問題,該公司最新開發的調光驅動IC其特色體現在以下幾個方面,首先是顯著提高了目前調光器兼容不足的問題,通過數字控制以及模擬專利IP的實現,可以實現市場85%以上的調光器兼容性;其次,保持了調光線性度高的特點,調光范圍從1%至100%,采用對數校正曲線,吻合人眼對光線的感知特點;再者則是可支持多燈并聯調光的要求,而且設計簡單靈活,無需大的參數修改;最后,張偉超強調,由于芯片集成度高,有內置高壓開關和高壓啟動電路,驅動效率高,外圍電路非常簡單,根據不同市場的規格要求,可放進任何尺寸的LED燈具內。

普誠科技則是針對主照明的LED調光產品,開發出多款可調光LED驅動IC。孫曉良表示,在不增加LED燈具成本,不影響LED驅動電路性能的情況下,用傳統的ON/OFF開關即可實現LED燈具的線性調光及多段式調光。

羅姆目前也積極開發產品并投入此市場,借助其優秀的傳感技術、LED驅動技術,以及旗下LAPIS Semiconductor擁有的無線通信和低功耗MCU技術等,羅姆正在開發與MCU匹配性高、數字控制的BD555A系列,以及易于支持LED驅動的模擬控制BD555B系列的兩種IC。同時,羅姆不僅提供IC產品,還通過設在深圳、上海的設計中心,開發中國國內照明必需的參考設計。羅姆提供的解決方案包括Zigbee控制的吸頂燈、觸摸傳感控制的LED調色控制,以及無觸摸開關控制的LED照明、人體感應傳感控制LED照明、用于隧道燈的帶調光的DC/DC轉換器等,此外,羅姆也正在進行全數字控制的PFC內置全調光解決方案的開發。

無線調光及智能照明為未來趨勢

關于LED調光的未來趨勢,多位廠商認為無線LED調光及智能照明將是主要發展方向,對此,張偉超指出,Zigbee light link及Jennet IP等開放式標準的最終確立有助于無線LED調光技術的發展,可以將燈泡、傳感器、定時器、遙控器、開關等方便地接入到同一個網絡中,無需特殊裝置進行調整,此外,也可以通過電腦、平板電腦和智能手機進行聯網控制,通過給每一個LED燈泡進行IP編址,消費者將能體驗到無線智能照明的諸多優勢。

Steve Lee則認為,未來LED調光技術的發展趨勢將朝著低成本、簡易、容易操作的方面發展。在亞洲等未安裝傳統可控硅調光器的市場,將會以基于墻開關或遙控調光等智能照明控制系統方式為主。在歐美一些存在傳統可控硅調光器的市場,可控硅調光方式也將是一種選擇。同時,在停車場等特殊照明需求的場合,自適應調光將有一席之地。

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