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P产品分类RODUCT CATEGORY
更新时间：2017-03-17 
浏览次数：301不管是大功率的还是小功率的LED照明应用，一般都由电源、LED驱动器、LED、透镜和基板几部分构成，其中关键的元件是LED驱动器，它不管是大功率的还是小功率的LED照明应用，一般都由电源、LED驱动器、LED、透镜和基板几部分构成，其中关键的元件是LED驱动器，它必须提供一个恒流输出才能保证LED发出的光不会忽明忽暗、以及不会发生LED色偏现象，它一般接受24V-48V的直流电压输入，但也有一些的LED驱动器可直接接受220V市电交流输入。大多数客户都要求采用高性能的LED驱动器，以满足“PF值>0.9”和“+85效率”等即将出台的LED照明规范。
LED照明应用的主要设计挑战包括以下几个方面：散热、率、低成本、调光无闪烁、大范围调光、可靠性、安全性和消除色偏。这些挑战需要综合运用适当的电源系统拓扑架构、驱动电路拓扑结构和机械设计才能解决。
浙创防爆技术市场总监李万珍指出：“对设计师来说，zui大的技术挑战将是率要求、光学设计、热管理和提高某些应用的可靠性，如高亮度LED街灯。我们现在提供的一系列LED照明解决方案覆盖从0.1W到250W的应用。”“在LED照明系统的应用中，除了选择合适的LED产品，一个完整的LED照明设计还要包括光学设计、热设计、产品设计和电气驱动设计。由于LED是低压器件，因此将高压交流供电转换为LED使用的低压恒流驱动将面临许多挑战。”浙创防爆应用指出：“进一步说，为了保证LED照明的优势，LED电气驱动必须是可靠的、率的、安全的和低成本的。因此，针对不同的LED照明的应用，首先需要选择正确的驱动电路拓扑结构。”渝荣防爆现可以提供从30W到300W功率范围内的全部防爆LED照明解决方案。为了快速推动LED照明市场的起飞，美国国家半导体公司（NSC）zui近瞄准了一块非常庞大的白炽灯直接替代市场，即用LED灯直接替代现有家庭或其他应用市场中的白炽灯，并推出了一款针对该市场的直接市电输入LED驱动芯片LM3445。
LED的相对高成本是LED照明市场目前仍难以大规模起飞的主要障碍。例如“大多数小于25W的典型LED照明应用是标志灯、标识灯、以及替代标准的白炽灯和卤素灯。但与现有的荧光灯和白炽灯技术相比，LED初始成本仍然是进入大众市场的一个主要障碍。”Cytech产品及设计部工程师徐瑞包也认同主要商业化挑战是成本。他说：“目前各种功率的LED照明系统在电路上都是可以实现的，技术挑战来自于终端应用的要求，比如应用于汽车，要考虑到光学设计以及整体散热设计等。商业化部署的挑战则主要来自于LED成本。”
LED照明设计的散热考虑
25W以下的LED照明系统一般设计用于像阅读台灯、走廊灯、客厅射灯、家用餐灯、小夜灯等应用，客户一般希望这类应用设计得越小巧越好，因此其PCB能安放的设计空间相对来说比较小，因此长时间使用时封装空间内的温度有可能会很高。由于设计师不太可能在其内安装一个散热风扇，因此它的散热设计就变得非常关键和重要。
“大多数小于25W的低功率LED照明应用要求一定程度的小型化。这常常导致更高的功率密度，尽管功耗不是很大。足够的散热管理措施必须通过改进的机械结构提供。此外，高电气效率有助于降低功耗。”Alexander Sommer指出，“如果需要进一步减少热阻，这可以通过电气隔离来做到，因为它可以实现zui率的热传递。这些方法也允许实现优化的流明输出。”
”
事实上，在这个功率范围内，LED照明灯将会取代卤素灯和紧凑型荧光灯（CFL）。此外，的技术为了摆脱散热问题，必须去掉对温度变化敏感的无源组件如电解电容。然而，目前大多数LED驱动器解决方案都源于电源拓扑并以此为基础，故应该考虑到温度范围的限制，因为一般产品通常基于商业标准，但照明灯却必须确保能够适应严苛的环境如工业环境。
LED照明设计的架构选择
LED照明系统架构选择取决于你的设计目标是低成本、率还是zui小PCB面积。一般来说，小于25W的LED照明系统不要求进行功率校正，因此可以采取简单一些的拓扑架构，如PSR或Buck拓扑。25W-100W的LED照明应用要求进行功率校正，因此一般采用单级PFC、准谐振（QR）PWM或反激式拓扑。100W以上LED照明应用一般采用效率更高的LLC拓扑和双级PFC.
“低于25W功率LED照明解决方案可采用PSR或Buck拓扑，因为这一功率范围主要针对小型设计，强调设计的简单性。中等功率解决方案（25W-100W）适合于单级PFC、准谐振（QR）PWM、反激式拓扑。”SangCheolHer说，“大功率解决方案（大于100W）则适合采用LLC、QRPWM、反激式拓扑设计。从效率角度来看，LLC和QR性能更好；而PSR方案无需次级反馈，设计简单，尺寸也比其它方案小。”
“对于非隔离型小于25WLED照明应用，如果输入到输出转换比低，那么简单的降压转换器可以是一个低成本和小体积的选择。在看重效率的隔离型拓扑架构中，使用像渝荣防爆Cool SETICE2QS系列器件的准谐振反激式拓扑就是一个很好的选择。”Alexander Sommer说。是*家提供数字准谐振反激控制IC的供应商。
25W-100W功率范围的典型LED照明应用是街道照明（小区道路）和像停车场这样的公共场所。功率转换效率、PFC功能的高性价比实现和高颜色品质现在是zui重要的三大技术挑战。例如，在商业照明和街道照明应用中，更长得使用寿命和由此产生的更低维护成本正帮助克服较高初始成本的进入障碍。25W到100W的LED照明应用有功率因数的要求，因此需要增加功率因数校正电路。
100W以上应用包括主要道路和高速公路照明（这里需要高达20K流明或以上的亮度、以及250W的电源输入）和专业应用，如舞台灯光照明和建筑泛光灯照明。在高功率应用中使用LED的一个关键驱动力是可靠性和低功耗带来的低拥有成本。例如，其系统效率可与金属卤化物和低压钠灯相比。初始成本比较可能在短期内继续是该市场进入门槛。
该半桥谐振控制器工作在固定的开关频率和固定的占空比，并且该电路不需要输出侧的反馈控制回路。这使得半桥谐振DC-DC变换电路工作在效率zui高的ZVS和ZCS状态。直流输出电压将跟随功率因数校正电路的输出。”
模拟、PWM和TRIAC调光方案
LED调光解决方案及规范一直在不断变化，直到现在还未固定下来，所以现在市场上存在PWM、模拟及可控硅（TRAIC）三种调光方案。PWM和模拟方法是其中较简单的，但需要构建调光基础架构和新的调光控制器。
模拟调光方案的缺点是，LED电流的调节范围局限在某个zui大值至该zui大值的约10%之间（10:1调光范围）。由于LED的色谱与电流有关，因此这种方法并不适合于某些应用。
PWM调光方案则是以某种快至足以掩盖视觉闪烁的速率（通常高于100MHz）在零电流和zui大LED电流之间进行切换。该占空比改变了有效平均电流，从而可实现高达3000:1的调光范围（仅受限于zui小占空比）。由于LED电流要么处于zui大值，要么被关断，所以该方法还具有能够避免在电流变化时发生LED色偏的优点，而在采用模拟调光时这种LED色偏现象是很常见的。
TRIAC调光今天是业内非常热的一个话题，zui初，TRIAC调光器是为白炽灯而设计的，但大多数用户希望相同的TRIAC调光器也能对替代的LED灯进行调光。梁后权表示：“Diodes Zetex目前可为客户提供全部的调光解决方案（包括PWM、模拟和TRIAC）。例如，ZXLD1362LED驱动器用一个ADJ引脚来实现模拟和PWM调光，这就为客户带来了很大的设计灵活性。”
对于由多个LED构成的大功率照明应用，确保每个LED具有均匀的亮度且不产生任何闪烁也成为了主要的设计障碍，但PWM方法很容易解决调光时的闪烁问题。“若PWM调制器的占空比能保持恒定，就便应该不会存在有灯光亮度不均匀的问题。”
如前所述，小于25W的LED照明应用主要是替换标准白炽灯和卤素灯。在这一功率范围上，zui可能的一个应用就是替代由基于TRIAC（双向可控硅）的逐步削减入墙式调光器控制的白炽灯或节能灯。目前市场上有前沿和后沿削减调光器，这为整体兼容性带来了挑战，因为从EMI的角度来看TRIAC调光是很差的。
“对于要求性价比的非调光应用，使用像英飞凌TDA4863G这样的DCMPFC的单级PFC反激拓扑是一个合适的选择。”Alexander Sommer认为，“25W及以上功率范围LED照明应用面向更多的专业市场。调光控制方法的选择将取决于它是替代型还是新安装型。数字照明控制（如DALI或无线解决方案）允许对调光水平进行更的控制、以及更多的功能，如日光下调光和占空比感应。替代型安装可能要求兼容旧的模拟1-10V调光控制器
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