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

shuszhao

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。

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：

Table 2. 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 2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）Table2的要求。

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。

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。

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。

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。

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。

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