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未来LED调光方式的发展趋势分析

自LED光源进入通用照明领域,逐渐取代传统光源,日益占据照明的核心领域。其除了耗能少、无污染、不含汞、寿命长等优点外,可控性强是LED光源区别于传统光源的鲜明特点。因此,充分发挥LED的先天优势,让LED按照人们的照明需求,随时“可控可调”,将使LED更为快速的占据照明领域的核心地位。而如何实现成本可接受的“可控可调”,将非常关键。

调光的需求可以大体分为三类:一是功能型调节光线的需要,如进门的玄关、会议室等;二是家居生活中舒适性和生活格调的体现,比如对灯光的明暗搭配,色温冷暖,既可以根据环境的需要进行调节,也可以起到烘托氛围的作用;三是环保节能的需要,比如公共场所的节能需求。比如停车场照明、商场照明、道路照明等。

目前,按照调光的方式,我们也可以大致分为:可控硅调光、遥控调光器墙壁开关以及一些商用照明调光系统,比如0-10V,Dali等。

如何按照调光的需求结合合适的调光方式,将具有性价比的LED产品提供给消费者,将是考验业内人士的关键。

可控硅调光器作为满足人们对于卤素灯调光的需求而诞生的产品,因为不用改变接线,装置成本较低,欧美家庭普及度较高。因此,可控硅调光技术将作为一种现有的调光方式,在替换市场存在。但是不可否认,可控硅调光器也存在着很大的不足之处。包括:

.功率因数会较差,导通角愈短,功因就愈差。调到1/4亮时,功率因素将低于0。25。

.在调光状态下,电磁兼容将非常差。

.效率较差,因为在调暗时,负载不足,会造成硅控管提早关闭,造成LED灯无法稳定工作,出现闪烁不定的问题。欲解决闪烁问题,通常要加装泄流电阻(bleeder or dummy load),通过在泄流电阻上消耗功率以维持硅控管的正常操作。这样,就出现了能源的浪费,当就违背了调光节能的本意。在轻载时,使用可控硅调光器系统效率只有约10%。

.同时,匹配问题也是非常严峻的问题,要开发一种与市面上数十种品牌的可控硅调光器,要保证相容的可调光LED灯具,是相当困难的。

因此,可控硅调光将作为一种也仅能作为一种替换市场的过渡性产品立足市场。同时,可控硅调光器在国内并不普及,普及率连万分之一都不到,因此也不可能成为一种主流的调光方式。可以预见,墙开关方式、遥控方式以及商业调光控制系统将成为中国调光市场主流的几种方式。

墙开关方式先天的低成本和便利性使其具有极大的优势成为一种主流方式。此种调光方式利用墙壁上的开关来达到调光的目的。该方法的优点是无需额外的调光元件,不需要改变接线,不增加任何调光器,按现有的安装方式,每盏灯均可实现调光,另外,由于该调光状态完全由芯片内部控制,全电压范围内,不管工作在何种亮度下,均可实现高效率与高功率因素,并符合电磁兼容的标准。

O2Micro最早意识到墙开关方式调光方式的优势,基于墙开关调光的方式开发了独创的“Free Dimming”技术。“Free Dimming”技术完全从客户的角度出发,提供便于客户使用的,能在任何场合,无附加成本的调光解决方案。同时,O2Micro运用该技术开发出了一系列的调光芯片。例如,可分段式调光的OZ8022T,OZ8027T;可连续调光的OZ8024S;提供了小夜灯功能,非常适合吸顶灯的OZ2082;能实现色温调节的OZ2082C。这一系列的芯片满足了人们对于功能型调节光线的需要,家居生活中舒适性的诉求,以及环保节能的需求。同时,值得强调的是,这一系列的芯片,均采用SOP-8封装,集成主动功率因素校正技术,外围零件非常精简;同时实现85-265V全电压范围的恒流控制,LED开路、短路保护功能。这使得客户产品面向全球市场。这一系列调光驱动电路的成本与非调光驱动电路非常相近,这也满足了客户对于成本的考虑。

遥控调光方式和商业调光控制系统也将在未来的市场占据一席之地。遥控调光方式具有调光效果的灵活性和客户界面的友好性。其一大优势是无需改变现有线路。并且,使用遥控控制器能够实现调光调色等多种功能。但同时,使用遥控调光控制方式的成本也会相对昂贵。必须使用信号传输模块,以及较为复杂的LED电源驱动器。目前这一类调光方式的产品主要以营造室内光环境,烘托氛围的作用为主。市场上以客厅LED吸顶灯较为多见。

商业调光系统在中高端商业市场占据了一席之地。其目的在于通过一整套控制系统,对整体区域的照明效果进行实时控制。这一系统将在会议照明、舞台照明等场所发光发热。

从电源驱动的角度来看,遥控方式以及商业调光控制系统的差异,仅仅是调光控制信号来源的不同。遥控方式,使用红外信号,或者无线信号提供PWM调光控制信号。而商业调光控制系统则可能通过总线或者另外的控制线路提供0-10V或者PWM等调光控制信号。而电源驱动则多为两级架构:即前级“AC/DC”提供恒压输出,后级“DC/DC”提供LED恒流控制以及调光功能。O2Micro基于这一架构,提供了OZ8023+OZ562的一站式解决方案。OZ8023为集成主动功率因素校正功能、瞬间启动功能的flyback控制芯片,完成恒压输出功能。后级OZ562为BUCK控制芯片,提供1-2串LED的恒流控制。OZ562同时提供10:1的模拟调光接口以及100:1的PWM调光接口。能够提供调光线性度极高的恒流控制。同时,OZ562集成了TLV431的功能,简化了系统设计。并集成了AC/DC输出电压的动态调节功能。能够根据LED输出电压的高低,动态调节前级OZ8023的AC/DC输出电压的高低。这一技术的优势非常明显:其一,能够极大地提高大范围输出条件下的LED的电流精度,即大幅提高负载调整率;其二,能够使轻载与重载时DC/DC的效率基本一致,极大的提高轻载状态下的系统效率。

综上所述,面对目前的LED照明市场,O2Micro重点开发了一系列控制芯片,满足中国消费者对于LED调光功能的需求。同时提供了满足遥控调光、墙壁开关调光以及0-10V,Dali调光等一系列的芯片产品,为中国的灯具厂商提供了一站式的解决方案平台。

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