LED照明正往可調(diào)光方向發(fā)展，但真正做好一款設(shè)計(jì)并不容易。這其中牽涉到調(diào)光器兼容性、變壓器兼容性、可調(diào)光范圍以及成本等諸多的問題。Dialog公司日前發(fā)布了兩款可調(diào)光固態(tài)LED照明驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品iW3662和iW3688，分別針對(duì)的是MR16 LED燈泡和TRIAC調(diào)光應(yīng)用。那么這兩款產(chǎn)品相對(duì)市場是已有的解決方案到底具有哪些優(yōu)勢(shì)，對(duì)LED市場發(fā)展又會(huì)起到哪些促進(jìn)作用呢？

 

在了解這兩款產(chǎn)品之前，我們先來簡單看一下Dialog的業(yè)務(wù)背景，以為下文做鋪墊。

 

 

熟悉Dialog的朋友都知道，該公司2013年借助對(duì)iWatt公司的收購，將業(yè)務(wù)拓展到四個(gè)方向：1.移動(dòng)系統(tǒng)，其中包括智能手機(jī)、平板電腦以及超級(jí)本；2.連接、汽車與業(yè)務(wù)；3.電源轉(zhuǎn)換；4.新型業(yè)務(wù)，包括可穿戴設(shè)備。

 

Dialog專注于節(jié)能技術(shù)，主要包括電源管理、超低功耗音頻技術(shù)、短距離無線技術(shù)（包括藍(lán)牙）以及AC/DC電源轉(zhuǎn)換四個(gè)方面。“我們現(xiàn)在在藍(lán)牙半導(dǎo)體方面處在比較領(lǐng)先的地位。這項(xiàng)技術(shù)主要的業(yè)務(wù)對(duì)象有可穿戴設(shè)備，包括傳感器，以及信標(biāo)等設(shè)備。這一產(chǎn)品是現(xiàn)在市場上同類產(chǎn)品中尺寸最小的，也是最節(jié)能的。”Dialog公司企業(yè)發(fā)展與策略資深副總裁Mark Tyndall對(duì)其藍(lán)牙技術(shù)著重介紹道（圖1、圖2）。此外，Mark還分享了幾個(gè)Dialog公司最新的成功案例，事實(shí)勝于雄辯。

圖1：低功耗和小尺寸藍(lán)牙芯片是瞄準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的有力利器。

圖2：Dialog公司解決方案成功進(jìn)入多款品牌產(chǎn)品中。

 

低壓MR16燈泡是Dialog進(jìn)入可調(diào)光LED照明的最后一個(gè)領(lǐng)域。為什么呢？“因?yàn)樵贛R16這方面有很多的挑戰(zhàn)，特別是有關(guān)變壓器，因?yàn)槲覀冏鲞@個(gè)產(chǎn)品的時(shí)候需要跟各種各樣的變壓器處理好適配、兼容的問題。”Dialog公司電源轉(zhuǎn)換事業(yè)群高級(jí)營銷總監(jiān)Scott Brown解釋說。

 

MR16 LED燈泡面臨的最大挑戰(zhàn)是變壓器。大多數(shù)MR16燈泡使用交流降壓變壓器。為了驅(qū)動(dòng)燈泡，需將交流線路電壓降至12VAC；通常采用電子變壓器為電阻負(fù)載供電，并需要典型最小20W的負(fù)載來維持正常工作。“這些變壓器主要是針對(duì)鹵素?zé)羲O(shè)計(jì)的，大多數(shù)的最小的功率是20瓦，低于20瓦就沒法運(yùn)行。”Scott表示（圖3）。

圖3：MR16 LED燈泡面臨的最大挑戰(zhàn)是變壓器。

 

iW3662 LED驅(qū)動(dòng)器采用專利的具備高級(jí)數(shù)字分析功能的控制技術(shù)解決了這個(gè)問題。它通過檢測所安裝的變壓器，動(dòng)態(tài)增加峰值負(fù)載，以配合變壓器工作，尤其是在深度調(diào)光范圍期間。iW3662能夠兼容電子變壓器和磁性變壓器，同時(shí)解決電磁問題。

 

在LED照明設(shè)計(jì)中，成本非常重要。iW3662相比競爭對(duì)手方案，所需元器件數(shù)量大幅降低（圖4）。

圖4：iW3662與競爭對(duì)手方案相比，所需外部元器件的數(shù)量大幅降低。

此外，熱管理非常重要。溫度每升高10℃，電容壽命將減少15%。并且溫度太高產(chǎn)品也存在安全風(fēng)險(xiǎn)。“LED燈泡有一個(gè)預(yù)先確定的外形，高功率密度意味著高溫挑戰(zhàn)。有些燈泡是用在開放式燈具中，有空氣流動(dòng)存在；還有一些是在封閉式當(dāng)中。很多設(shè)計(jì)者不知道燈泡溫度有多高，使用壽命會(huì)受到什么影響。此外，熱管理不善會(huì)大幅縮短SSL燈泡的使用壽命，甚至引發(fā)火災(zāi)。”Scott指出，“我們的做法很簡單，就是讓用戶可以設(shè)定一個(gè)最高值。如果超過這個(gè)值的話，LED的使用電流就會(huì)被降低。電流降低了，消耗的功率就會(huì)降低，相應(yīng)的溫度也會(huì)降低。”

圖5：iW3662 LED驅(qū)動(dòng)器性能一覽。

圖6：競爭對(duì)手MR16驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品與變壓器適配不好，導(dǎo)致不亮且閃爍嚴(yán)重（左）。同時(shí)打開Dialog和競爭對(duì)手方案，可以看到Dialog產(chǎn)品無閃爍，而競爭對(duì)手產(chǎn)品雖然變亮了（Dialog產(chǎn)品幫它負(fù)載了一些變壓器定額），但閃爍依然嚴(yán)重（右）。

 

在TRIAC調(diào)光器中，固態(tài)LED器件為了保持正向?qū)?，需要一個(gè)最小的負(fù)載電流。如果負(fù)載電流低于閾值，TRIAC將在交流電半周期的其余時(shí)間內(nèi)關(guān)斷。這對(duì)于白熾燈不是問題，因?yàn)榘谉霟羰请娮栊载?fù)載，而對(duì)于LED驅(qū)動(dòng)電路卻是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

 

“TRIAC調(diào)光器給LED燈泡帶來的問題是，它有時(shí)不能提供維持晶閘管導(dǎo)通所需的足夠電流。這將導(dǎo)致TRIAC調(diào)光器提前終止導(dǎo)通周期，并切斷AC電源，從而造成可調(diào)光LED燈泡出現(xiàn)閃爍和微閃。”Scott談道，“很多低功耗燈泡設(shè)計(jì)使用一個(gè)泄放電路讓TRIAC獲得額外的電流。無源泄放電路多加一個(gè)電阻，這樣就會(huì)消耗更多的電流，但同時(shí)也會(huì)增加功耗，降低效率。有源泄放電流可以增加一些效率，但是缺點(diǎn)是要增加元器件，需要更高的成本（圖10）。此外還有發(fā)熱問題，發(fā)熱不僅僅會(huì)降低設(shè)備使用壽命，并且也會(huì)增加灌膠成本。”

圖7：很多低功耗燈泡設(shè)計(jì)采用泄放電路讓TRIAC獲得額外電流。兩種泄放電路要么效率低，要么不經(jīng)濟(jì)。

 

相比于前代產(chǎn)品iW3609，全新的iW3688中采用的Dialog專利數(shù)字算法完全消除了外部泄放電路、外部VCC電路和啟動(dòng)電路。該專利數(shù)字算法通過調(diào)制MOSFET主開關(guān)，以便在調(diào)光期間獲得額外的電流；確保輸入電流在正向?qū)ㄆ陂g總是大于TRIAC的維持電流閾值；同時(shí)無需額外的元件（圖11）。

圖8：相比前代產(chǎn)品iW3609（左），iW3688（右）采用專利數(shù)字算法，完全消除了外部泄放電路、外部VCC電路和啟動(dòng)電路。

同時(shí)，iW3688消除了20多個(gè)外部元器件，降低了BOM成本（20%~25% costdown）（圖12）。其出眾的調(diào)光性能實(shí)現(xiàn)了無閃爍和無微閃，能夠兼容和配合最具挑戰(zhàn)性的TRIAC調(diào)光器。iW3688同樣采用了高級(jí)熱管理解決方案。當(dāng)溫度升高時(shí)，iW3688通過熱閉環(huán)控制降低電流以維持目標(biāo)溫度，而在極端情況下則會(huì)關(guān)閉LED。此外，它具有很好的調(diào)光兼容性，調(diào)光范圍可以做到1%（很多廠商只能做到10%）。
 

圖9：iW3688消除了20 多個(gè)外部元器件，降低BOM成本達(dá)20%~25%（左右分別為方案對(duì)比，上下為PCB正反面）。

圖10：iW3688 LED驅(qū)動(dòng)器性能一覽。

 

相信這兩款產(chǎn)品的推出能夠滿足LED市場對(duì)成本的嚴(yán)苛要求，同時(shí)也能使LED調(diào)光設(shè)計(jì)的性能更佳！