PI新型LED驱动IC解决智能照明的供电挑战

shuszhao · 发表于 2018-3-2 12:45:05

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LED除了在节能环保方面的优势外，在智能照明应用中的优势更加明显。随着近年来，产品“智能化”的趋势越来越明显，智能照明应用也随之兴起。智能照明虽然在市场上广受欢迎，但却给LED驱动IC产品的设计带来了新的挑战。

LED除了在节能环保方面的优势外，在智能照明应用中的优势更加明显。随着近年来，产品“智能化”的趋势越来越明显，智能照明应用也随之兴起。智能照明虽然在市场上广受欢迎，但却给LED驱动IC产品的设计带来了新的挑战。
谈到这些新的挑战，PI资深技术培训经理阎金光(Jason Yan)是这样解释的，一般来说，LED照明可以划分为PFC级、功率变换级、LED驱动级等几个基本方块。

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图1：PI资深技术培训经理阎金光在解释智能照明面临的供电挑战。
智能照明的挑战之一是，在智能照明中需要一个带微处理器的无线模块，而无线控制模块需要供电，以保证它始终工作。他进一步解释说，因为无线控制模块需要在灯不亮的时候来控制灯的开关，这类似于电源是空载的情况。但如果是空载情况，辅助供电来自变压器的话，由于满载时变压器的绕组电压会升高，空载时电压会降低，那么辅助电源的电压就可能会忽高忽低地变化，从而影响无线控制模块的工作。因而对于智能照明必须考虑无线控制模块的供电问题。如果设计不合理会造成空载功耗的增加。
第二个挑战是输出不能畸变。即在动态负载条件下，要保持驱动输出电压的稳定，以防止各个灯串的亮度互相干扰。
第三个挑战是需要驱动不同类型的负载。有时需要单灯串的恒流输出特性，有时则需要多灯串并联所需的恒压输出特性。
还有就是需要支持调光功能，既要能支持现有的模拟调光，还要支持PWM调光。
为了应对这些挑战，Power Integrations公司(以下简称PI)最近推出了LYTSwitch-6系列安全隔离型LED驱动器IC来应对这些挑战。

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图2：智能照明面临的供电挑战。
在阎金光看来，LYTSwitch-6的特点和优势非常明显：
LYTSwitch-6的电压和电流均是在次级侧进行控制的，恒压恒流精度可达±3%。他认为精度对保证LED照明的一致性和稳定性尤其重要。LYTSwitch-6可以用一个设计适应不同的应用。既可以做到恒流输出，也可以实现恒压输出，以适应不同的LED负载需要。
二是具有能满足北美DOE-6和能源之星要求的超低空载功耗，在不含PFC校正电路的情况下，空载功耗小于15mW。这样更加易于实现无线控制模块供电电路的设计。
三是支持模拟和PWM调光。LYTSwitch-6次级侧控制的方式更加容易实现调光的控制。
四是由于LYTSwitch-6是专门针对LED应用优化过后的InnoSwitch3，因此LYTSwitch-6同样具有“高效”的特点。
五是响应快速的控制方式(FluxLink)降低了输出纹波，而纹波的大小直接影响到LED灯的闪烁程度，由于纹波较小，就可以使用更小的输出电容。
六是优秀的负载调整率及极佳的瞬态响应特性，特别适合于多灯串应用，比如各个负载分别可以变化的RGB三色照明。

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图3：不同PFC校正电路的性能对比。
此外，LYTSwitch-6内部集成650或725V两种MOSFET，支持美国308VAC工业用电电压，即便对电网不稳定的地区也能提供额外的安全裕量。两种耐压功率管的差别是650V成本上有一定的优势，725V在可靠性上更胜一筹。
由于集成了725V的MOSFET，LYTSwitch-6可以采用半有源PFC校正电路，与传统的单级和两级PFC电路相比，半有源PFC校正电路可实现高效，且低纹波输出，在多灯串并联应用中，当某串灯珠的亮度突然变化时其它输出的二次稳压电路“看”不到任何输出的影响。阎金光自豪地表示，在PI给出的参考设计(DER-660)中，采用了LYTSwitch-6的DALI调光产品可以达到大于86%的满载效率、0.6%的纹波比，以及小于3%的频闪。
阎金光认为，LYTSwitch-6适用于具有多路输出的智能照明应用。通过省去散热片和光耦器，并将输出电容的尺寸大幅减小30%后，整体方案的元件数和系统尺寸也可随之大幅减小。
他同时指出，LYTSwitch-6适用于智能家居及智能照明，以及商用照明，适合高达65 W的射灯及天花灯应用，以及其它离线式LED照明应用。

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图4：LYTSwitch-6既可支持单一LED，也能支持多串LED照明。