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通嘉科技推出应用于固态照明的全新高能效控制器解决方案- LD7839

时间:2019-11-14 作者:苏玮城 阅读:
发光二极管(LED)在固态照明(Solid-state lighting,缩写:SSL)灯具的应用越来越广泛,加上优于传统照明方式的独特性,除了提高生活质量、改善光源能效和延长灯具寿命外,利用其独有的调光功能进行灯光色温与亮度的改变,并充分达到节能应用为其最大优点。

前言

发光二极管(LED)在固态照明(Solid-state lighting,缩写:SSL)灯具的应用越来越广泛,加上优于传统照明方式的独特性,除了提高生活质量、改善光源能效和延长灯具寿命外,利用其独有的调光功能进行灯光色温与亮度的改变,并充分达到节能应用为其最大优点。鉴于固态照明(Solid-state lighting,缩写:SSL)的低能耗特性,系统高能效运作是应对能源价格上涨与环保控制成本的关键。新解决方案不仅能提供领先市场的高能效,且能满足并超越现行能效标准要求,还需为灯具设计者甚至使用者提供高度的灵活性应用场合,如: 输入宽电压范围操作(85Vac~277Vac)、低待机能耗( <0.5W)与快速启动(<0.5Sec),简化设计人员选用或设计时程。

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FIG 1. LED调光型电源系统基本概念图

近年来对于智能灯具之发展,调光型电源将是未来的技术运用趋势,其调光基本方式如下:

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Table 1. 调光系统之概念比较

现今标准规范并没有针对固态照明(Solid-state lighting,缩写:SSL)灯具于调光下的谐波电流做限制,但依市场智能产品分析比较,固态照明(Solid-state lighting,缩写:SSL)在满载和轻载(调光)下因谐波产生的电力系统损失来计算,发现调光下的电力损失还是会低于规范中满载的电力损失,依据重载之各谐波电流峰值的上限值做为判断基础,轻载下也可符合谐波电流(Harmonic Current )的要求。虽固态照明(Solid-state lighting,缩写:SSL)驱动电源于轻载条件下并不必定要符合谐波电流(Harmonic Current )Table 1要求,但未来智能照明时代的技术发展期望满足IEC-61000-3-2(2014)Table1的要求。

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FIG 2. LD7839搭配三合一调光LD8116与去频闪LD6802/J之系统基本架构图标

高功因(Power Factor; PF)及低总谐波失真(Total Harmonic Distortion; THD )

目前世界主要国家和相关机构都对固态照明(Solid-state lighting,缩写:SSL)驱动器在功率因子或总谐波失真上提出了相应的规范,比如国际电工委员会提出的IEC 61000-3-2、欧盟的EN61000-3-2、日本的JIC-C-61000-3-2、中国的GB 17625.1等标准。美国“能源之星”对功率大于5 W等级的固态照明灯具都有功率因子(Power factor; PF)的要求,家用产品功率因子需大于0.7,商用产品功率因子需大于0.9,而在户外/ 工业应用中,对功率因子更是要求大于0.92。为了满足高功率大于25W LED电源设计在功率因子以及谐波含量限制方面的要求,LD7839选用高效率之临界导通模式(CrCM)且加入变动导通时间及限制操作频率达到不连续模式(DCM)技术,使其系统操作符合范畴。

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FIG 3. LD7839’s EVM board 典型量测功率因子(PF)及总谐波因子(THDi)数据

高精度电流误差

电流精度会决定于固态照明(Solid-state lighting,缩写:SSL)之流明差异,因此,LD7839加入了负载电压变动或输入电压操作范围之补偿机制的优势,采取模拟积分线路以满足在高功率因子定电流输出要求的条件下,达成+/-5%内的变动率。

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FIG 4. LD7839’s EVM board 典型量测输出电流数据

快速启动及低待机损耗

调光型电源,为了使得关闭状态下能有较低的损耗设计未来期望关闭调光(Dimming to Off) 功能,虽然让系统停止操作但LD7839’s 可持续由快速启动线路供应IC基础电源。

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FIG 5. LD7839’s EVM board 典型量测待机时( Dimming to off ) 输入功率数据

完整性保护功能

LD7839 芯片可在9.5 - 27 VDC宽电压(VCC)范围运作,具有谷底锁定(valley lock-out)和频率折迭(foldback)功能,确保整个电压范围内的高能效。透过包含输入欠压(brown-out)和输入过压(AC_OVP)保护等操作安全功能,以及检测输出开路及短路、供电绕组(winding)电压异常和二次侧整流二极管短路、一次侧检测电阻短路和芯片过电压保护等功能,进一步简化发光二极管(LED)照明应用的安全性设计。

线性温度折返及过温保护功能

固态照明(Solid-state lighting,缩写:SSL)受不同的应用组合及不同的工作环境影响,LED内部温度可能会飙升,而热折返功能(Thermal Foldback)能够在过温时通过自动降低电流来防止过热以增加产品寿命。

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FIG 6. LD7839’s 温度折返及过温保护功能曲线

结论

鉴于固态照明(Solid-state lighting,缩写:SSL)的高能效运作是应对能源价格上涨与环保考虑提高的管理成本关键。通嘉科技所推出的新解决方案不仅提供领先市场的高能效,还为设计人员提供高度的灵活性,并且能满足并超越现行的能效标准要求。而针对控制接口单元也提供三合一调光处理器(LD8116 系列产品)作为搭配,并因应全球照明光学研究相关文献提出低频闪要求,也同时可搭配LD6802J系列产品做为理想解决低频闪问题的整套方案。

作者:苏玮城,通嘉科技,LED固态照明驱动IC产品经理

关于通嘉科技

通嘉科技成立于 2002 年,总部位于台湾竹北台元科技园区, 专注于电源管理IC设计方案的开发,至今已获得国内外多项专利认证,成为产品功能特性可与外商媲美的国产品, 通嘉科技在技术创新上不断的进行突破与挑战,在产品技术布局上, 以模块化、高集成及Mix mode等技术开发进行产品布局,并应用台积电新一代ACDC IC先进制程,开发出适用于各应用领域高效能的新世代IC芯片组,提供客户ACDC Total Solution的方案选择, 提供用户应用在产品设计架构中,能快速对应终端客户的需求。相关产品皆能符合六级能效的 节能法规,并在产品安全规范上有其突出的表现,多数系列产品并获得Nemko新版IEC62368安全法规的认证通过。 USB_PD产品并获得USB_IF协会PD3.0认证及高通QC4.0 Plus认证。 新一代功因校正PFC IC的开发,将产品应用领域往百瓦级功率等级市场推展。通嘉科技台湾国内推出最完整AC/DC解决方案的IC设计公司,所提供的IC方案在各类电源系统设计应用上,以提供客户快速设计方案符合市场需求产品为目标,并以创新的产品规划,因应高效节能、小型化、成本优化等市场应用观念的改变。 通嘉科技将持续在高功率密度的新技术布局外,对未来智能家电、USB_PD产品、数字电源、消费性高功率电源、物联网等电源管理应用领域,也将会投入研究资源,持续专注在本业的发展。 通嘉科技秉持创新、服务、质量、共享的企业经营理念,提供客户实时与完整的服务,立足台湾、深耕中国市场、放眼世界与国际品牌接轨,将是通嘉科技长久以来不变的发展策略,冀以『创新,服务,质量,共享』成为世界级电源管理 IC主要供货商为愿景。欲了解更多信息请参阅:https:// www.leadtrend.com.tw

 

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