盘点Dialog固态LED照明新品三大技术干货

2015-02-11 14:47:05来源: EEWORLD作者: 陈颖莹
   现在各个行业几乎每个环节都在谈节能环保,与生活息息相关的部分成为众矢之的,如照明。据CMSChina统计数据显示,智能照明将打开行业长期成长空间,在不考虑高附加值产品的基础上,仅2014~2015两年,智能照明行业将额外提供至少超过600亿元人民币的市场空间。智能照明趋势确立,将为LED行业打开更为广阔的成长空间,并且在未来1~2年进入快速发展期。
 
节能小IC 惠及大市场
 
    在节能技术上Dialog是全球领先的半导体公司,包括高度集成化的电源管理技术、AC/DC功率转换、超低功耗音频技术、蓝牙智能等短距离无线技术、多点触控和LED固态照明。日前,Dialog在北京举办了LED照明新品发布会,Dialog企业发展与策略资深副总裁兼新兴产品事业群总经理Mark Tyndall,Dialog电源转换事业群高级营销总监Scott Brown向记者展示Dialog的最新成果和技术亮点。

   Mark 表示:“过去几年Dialog业务增长非常快,主要是因为我们在大批量高增长的市场中与领先的OEM厂商开展合作,包括中国一些智能手机厂商。我们非常重视中国市场,在2013年,我们收购了美国硅谷的iWatt公司,它之前也非常关注中国市场,在中国做了很多关于LED还有功率转换方面的产品和技术。目前,Dialog重要的SSL LED与AC/DC设计活动都在中国。”
 
    Mark重点介绍了Dialog在消费产品上的成功应用案例:“其实在中国市场,Dialog公司在蓝牙智能上已经推出不少应用,其中最重要的一个成功案例就是被小米公司新款MiBAND智能手环选用。我们的蓝牙解决方案是目前体积最小,功耗最低的。此外,包括LG、魅族以及联想在内的智能手机厂商都选用了我们的高级电源管理技术,解决供电和功耗上的问题。自从我们收购iWatt公司以来,我们在调光型LED应用方面已经取得了市场领先的位置,所提供的是全球领先的可调光低功耗LED IC。2014年,Dialog LED IC在中国市场上的销售达到了一亿件。”
 
图1 Dialog企业发展与策略资深副总裁兼新兴产品事业群总经理Mark Tyndall
 
解决变压器和热管理两大难题
 
    Dialog在LED驱动领域的产品组合是最全面的,但之前还没有涉足低压LED驱动器这一块。Dialog电源转换事业群高级营销总监Scott Brown表示:“当Dialog开始决定要进军低压LED驱动器市场的时候,就下定决心一定要比现有的解决方案做得更好,此次推出的两款驱动器在一系列特性上都远远超过了现有的产品。”Dialog把目光集中在了MR16 LED灯泡的最大挑战——变压器,所有LED灯的挑战:热管理。

   大多数MR16灯使用交流降压变压器,为了驱动灯泡,需将交流线路电压降至12 V交流电。而一个电子变压器通常为电阻负载供电,需要典型最小20 W的负载来维持正常工作。对于低功耗LED来说,一般电压达不到12 V,所以现在的LED产品很难与现有的变压器兼容。而iW3662其输出功率可以低至4 W~8 W,这绝对是一个突破。iW3662采用专利的具备高级数字分析功能的控制技术,检测所安装的变压器,动态增加峰值负载,以配合变压器工作,尤其在深度调光范围期间。其兼容几乎所有类型的变压器(电子变压器或磁性变压器),具备优异的调光器兼容性(TRIAC和数字调光器,调光范围为5%~100%);支持低压LED和高压(COB)LED两种模式。”
 
图2 MR16 LED灯泡的最大挑战——变压器不同应用环境
 
    LED灯泡有一个预先确定的外形(小巧),高功率密度等于高温挑战,LED灯泡设计者不知道这些灯泡被如何使用或被用于何处(封闭环境还是开放),热管理不善会大幅缩短SSL灯泡的使用寿命,甚至引发火灾。Scott 解释到:“不管是用什么灯泡,不管用什么灯具都会发热,这个散热就是一个很大的挑战,因为这个LED驱动器里面都包含着一个电解电容,其对热是非常敏感的,每升高10℃,其使用寿命就会降低一半。一般来说LED灯可以使用两万个小时,但是如果散热不利有可能只用2000小时。一般芯片的热关断(热关断不同于过温降额概念)不是为了保护系统,而是为了保护IC,150℃远远高于电解电容器的绝对最大额定值,而且这些电容器很可能比IC更热。”

   iW3662采用Dialog高级热管理解决方案,即一个完善的热闭环控制。当温度高于最高设定值时,降低LED的电流(电流越低,则热量越少),电流将继续降低(每次降10%~20%),直到达到设定温度为止(如下图所示)。
 
图3 降低电流以维持目标温度
 
调光性能的飞跃
 
    可调光性能是此次Dialog 新产品的另一个卖点,Scott对于可调光性进行了解释:“LED另外一个挑战在于它的可调光性,一般用的是可控硅的调光器,其种类繁多,在过去很多年,Dialog在这方面一直都具有领先的地位。现在比较通用的可控硅调光器在设计之初就是针对白炽灯或者阻性电子的发光器,不是针对LED开发的。传统的白炽灯因为功耗比较大,电流本身也比较大,调光器工作就没有问题,但是你换成LED灯泡,电流不够大,为了保持正向导通,需要一个最小的负载电流。如果负载电流低于阈值,TRIAC将在AC半周期的其余时间内关断,所以会导致光闪。”
 
    专利数字算法使得iW3688具有令人惊叹的调光性能——无闪烁和无微闪,其能自动检测调光器类型,可抵御噪声和不稳定(无闪烁、无微闪),可实现深度调光(1%~100%)并可配置调光参数,此外还能提供卓越的调光器兼容性(TRIAC和数字调光器)。

   Scott以Dialog iW3609这个十分受欢迎的优质LED驱动器作为案例,来比较新款iW3688 LED驱动器的优势:“iW3609中还是要匹配有源切换电路以提供足够的电流。另外除了泄放电路(很多低功耗灯泡设计使用一个泄放电路让TRIAC获得额外的电流)和VCC电路,还有启动电路。这里我想强调一点,虽然3609里面包含这些组件了,但是在目前市场上已经是很高效的产品,非常受欢迎。而Dialog的专利数字算法能帮助iW3688在无需额外元件的条件下调制MOSFET主开关,以便在调光期间获得额外的电流;确保输入电流在正向导通期间总是大于TRIAC的维持电流阈值。以让iW3688完全消除外部泄放电路、外部VCC电路、启动电路,消除了20多个外部组件,降低了BOM成本,也能省去高成本的灌胶工艺。”此外,与iW3662一样,iW3688也采用了Dialog高级热管理解决方案,内置了一个完善的热闭环控制。
 
(a)使用其他LED驱动器  
 
(b)使用iW3688
 
图4 电路BOM对比图
 
    Scott现场向记者演示了与最主要竞争对手产品的对比,使用iW3688时,调光是非常的平稳,而且可最低调至1%,甚至关闭;但是使用竞争对手的产品时,调光时会有一些微闪,而且无法完全关闭。
 
图5  Scott现场演示
 
    此次Dialog发布的两款全新LED驱动器中,iW3688具备最高的调光性能和最佳的调光器兼容性,iW3662是Dialog首次进军MR16市场所推出一款驱动器,也是目前市面上唯一的可以降至4 V的LED驱动器,不管是在变压器、调光器兼容性上,还是总体的成本上,都远远领先竞争对手。至于如何把这么好的产品与蓝牙智能、智能照明产业相结合起来,才是实际推广中最重要的问题。此外,由于智能照明仍处于一个碎片化的现状,如何与智能家电产品联系起来,也是值得关注的问题。
 

关键字:固态LED照明  LED驱动器  可调光

编辑:chenyy 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/LED/2015/0211/article_11735.html
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现任华润矽威科技(上海)有限公司市场部经理/高工,上海市传感技术学会理事、副秘书长。

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