按照美國能源署（DOE）最新統計，在(exist)美國家庭正在(exist)使用(use)的(of)超過四十億隻白熾燈是(yes)可控矽調光的(of)。由飛利浦照明的(of)最新預測，LED照明将在(exist)2015年占領消費市場高達50％。

 

可控矽調光有很大(big)的(of)優勢，有巨大(big)的(of)市場需求：

 

1、安裝方便。目前市場上的(of)白熾燈和(and)鹵素燈可以(by)簡單替換爲(for)LED燈，無需改線路。

 

2、調光器價格低廉，使用(use)率高。

 

3、調光器品牌衆多，購買方便，市場基礎好。

 

4、節能效果明顯。

 

5、調光效果符合人(people)們(them)的(of)習慣需求。

 

6、可控矽調光已經和(and)白熾燈、鹵素燈結成了(Got it)聯盟，占據了(Got it)很大(big)的(of)調光市場。

 

一(one)、現有的(of)可控矽調光LED照明存在(exist)哪些問題

 

市場上出(out)現的(of)所有的(of)兼容可控矽調光LED驅動器：

 

1、整體效率都十分低下。比恒流型LED驅動低10%-15%；

 

2、發熱都很大(big)。比恒流型LED驅動壽命低50%以(by)上；

 

3、無法做大(big)功率，一(one)般小于(At)20W。因效率低，發熱大(big)，THD大(big)；而調光器的(of)功率很多是(yes)400W以(by)上。

 

4、調光曲線差。不(No)同功率和(and)品牌的(of)調光器，調光範圍差異很大(big)；

 

5、總諧波失真（THD）很大(big)。THD值是(yes)恒流型LED驅動的(of)100%-400%；

 

6、對調光器的(of)兼容性很差。閃爍、跳變、慢變是(yes)常見問題，做到(arrive)70%的(of)兼容性已經是(yes)很好了(Got it)；

 

7、電磁兼容性（EMC）很差。一(one)般都無法滿足FCC和(and)EN55015；

 

8、成本高。高于(At)同類恒流型LED驅動的(of)20%-100%；

 

二、理想的(of)可控矽調光LED照明應該是(yes)怎樣的(of)

 

1、效率高。高于(At)或等于(At)同類恒流型LED驅動；

 

2、發熱小。壽命大(big)于(At)或等于(At)同類恒流型LED驅動，達到(arrive)5-10萬小時(hour)以(by)上；

 

3、可以(by)做到(arrive)大(big)于(At)25W以(by)上，達到(arrive)50W甚至100W的(of)功率。使可控矽調光在(exist)LED照明有廣泛的(of)應用(use)；

 

4、深度調光。對不(No)同功率和(and)品牌的(of)調光器，調光範圍适應性符合人(people)們(them)的(of)習慣；

 

5、總諧波失真（THD）優于(At)或等于(At)白熾燈調光；

 

6、兼容性好。做到(arrive)99%以(by)上，沒有閃爍、跳變、慢變、啓動困難等問題；

 

7、電磁兼容性（EMC）完全滿足FCC和(and)EN55015等常見标準；

 

8、成本合理或更低。與可控矽調光器的(of)低廉是(yes)一(one)緻的(of)，等于(At)或低于(At)同類恒流型LED驅動；

 

這(this)樣的(of)可控矽調光LED驅動，是(yes)符合人(people)們(them)對調光産品的(of)預期，才能得到(arrive)廣泛的(of)應用(use)。

 

在(exist)LED照明快速發展的(of)今天，可控矽調光産品，不(No)會在(exist)市場上消失，至少有10-20年的(of)過渡時(hour)間，大(big)量的(of)市場需求，就迫切要(want)求有理想的(of)可控矽調光LED驅動器出(out)現。

 

三、易光科技的(of)創新技術産品

 

深圳易光科技公司研究出(out)具有超高效率、低諧波（THD）、無閃爍（Flicker-free）和(and)無微閃（Shimmer）的(of)新型可控矽調光LED驅動技術。

 

該技術還具有深度調光（1-100%）、無嗡嗡聲（Buzzing）、快速低光強啓動、快速調光無閃爍的(of)特點，MTBF大(big)于(At)60萬小時(hour)。

 

該新技術産品，還具有低成本的(of)特點。同時(hour)，該技術使得可控矽調光LED照明的(of)EMC變得容易。

 

由于(At)采用(use)新型的(of)控制技術，對調光器的(of)兼容性大(big)大(big)優于(At)已有的(of)各種技術方案，幾乎達到(arrive)100%的(of)兼容。

 

應用(use)該創新技術，可以(by)做成低成本的(of)單級PFC技術（Signal-stage），也可以(by)做成PFC+PWM雙級無頻閃。

 

目前市場上常見的(of)可控矽調光LED照明的(of)最大(big)功率小于(At)40W。由于(At)該技術具有高效率的(of)特點，使得可控矽調光産品功率可以(by)從5W到(arrive)100W，甚至是(yes)更高功率輸出(out)。可以(by)達到(arrive)全球最高功率的(of)可控矽調光LED驅動器。

 

易光科技公司與美國一(one)家知名的(of)半導體公司合作(do)開發了(Got it)适合這(this)一(one)技術的(of)專用(use)IC，使得外圍電路簡單，使用(use)零件數小于(At)60個(indivual)，使用(use)單面PCB設計變得容易。

 

這(this)一(one)創新技術，克服了(Got it)LED照明使用(use)可控矽調光帶來(Come)的(of)一(one)系列缺點，使得廉價的(of)可控矽調光LED照明出(out)現了(Got it)新的(of)大(big)量的(of)市場應用(use)前景。

 

下表爲(for)易光科技創新技術産品與市場上常見同類産品的(of)性能比較表

 

 

四、創新技術的(of)分析

 

下面，從高效率、低THD、無閃爍、深度調光、快速調光、兼容性和(and)EMC幾個(indivual)方面分析和(and)描述這(this)個(indivual)産品的(of)特點。

 

1、超高效率和(and)大(big)功率調光

 

目前，盡管多個(indivual)跨國大(big)芯片公司都推出(out)了(Got it)兼容現有可控矽調光的(of)芯片和(and)解決方案，爲(for)了(Got it)解決可控矽穩定工作(do)而設置的(of)洩放電路（Bleeder circuit），損失效率和(and)發熱嚴重。爲(for)了(Got it)限制AC峰值電流和(and)防止可控矽誤關斷，則需要(want)串聯功率電阻來(Come)限流。這(this)些，都将導緻整體效率十分低下，發熱嚴重，尤其是(yes)不(No)能大(big)功率應用(use)，一(one)般都無法做大(big)于(At)25W的(of)可控矽調光LED驅動器。

 

由于(At)這(this)些穩定電路的(of)存在(exist)，效率都不(No)會超過80%，即使未使用(use)調光器的(of)情況下，這(this)些電路還在(exist)工作(do)。iWATT方案，使用(use)了(Got it)MCU檢測，改善了(Got it)無調光器工作(do)時(hour)的(of)效率，但有調光器工作(do)時(hour)仍然效率低。同時(hour)，又存在(exist)THD很高和(and)IC發熱嚴重的(of)問題，無法兼顧。

 

易光科技的(of)創新可控矽調光技術，無洩放電路（Bleeder circuit），無限流電路，通過專用(use)IC智能控制，仍然确保可控矽穩定工作(do)，有效地(land)将可控矽需要(want)穩定工作(do)的(of)電流轉移到(arrive)輸出(out)LED上，大(big)幅度提升了(Got it)效率。且效率指标高于(At)PSR恒流型單級PFC。

 

易光科技使用(use)這(this)一(one)新技術，已經開發了(Got it)12W，20W，30W，40W，50W，75W，96W系列産品。12W産品的(of)無調光器工作(do)效率高達89%，含調光器工作(do)效率高達87%，是(yes)目前市場上效率最高的(of)産品。

 

由于(At)高效率的(of)特點，使得這(this)個(indivual)技術，可以(by)達到(arrive)大(big)功率應用(use)。目前，易光科技已經做到(arrive)75W的(of)可控矽調光LED驅動器産品。無調光器工作(do)效率高達89%，含調光器工作(do)效率高達87%，是(yes)目前全球市場最高效率和(and)最大(big)功率的(of)唯一(one)技術産品。

 

由于(At)高效率的(of)特點，使得這(this)個(indivual)技術，可以(by)達到(arrive)大(big)功率應用(use)。目前，易光科技已經做到(arrive)96W的(of)可控矽調光LED驅動器産品。無調光器工作(do)效率高達89%，含調光器工作(do)效率高達87%，是(yes)目前全球市場最高效率和(and)最大(big)功率的(of)唯一(one)技術産品。

 

下圖1爲(for)20W調光産品典型效率曲線比較。

 

 

從上圖可以(by)看出(out)，易光科技的(of)20W的(of)新技術可控矽調光産品，含可控矽調光在(exist)内的(of)最大(big)效率達到(arrive)89% ，即使在(exist)低調光時(hour)，仍然保持了(Got it)較高的(of)效率。

 

而其它技術的(of)可控矽調光産品的(of)最大(big)效率僅爲(for)78%，而且，調光越小，效率下降越多。

 

2、低諧波技術（THD）、無閃爍（Flicker）和(and)無微閃（Shimmer）

 

低諧波是(yes)美國能源之星和(and)DLC标準中的(of)重要(want)的(of)要(want)求。

 

AC電流波形的(of)好壞，就能正确反映可控矽調光LED驅動器的(of)技術性能的(of)優劣。

 

下面，展示市場上大(big)量應用(use)的(of)可控矽調光LED産品的(of)一(one)款典型的(of)AC電流波形：

 

 

圖2：TRIAC調光AC電流波形（Leading Edge）                ELV調光AC電流波形（Trailing Edge）

 

從這(this)個(indivual)AC電流波形看，TRIAC調光有十分嚴重開通電流過沖，且産生(born)了(Got it)十分嚴重的(of)電流振鈴，很容易不(No)滿足可控矽的(of)擎住電流（Latch）條件而發生(born)不(No)穩定開通。且在(exist)低溫工作(do)時(hour)，可控矽的(of)擎住電流（Latch）和(and)維持電流（Hold）增大(big)，更容易發生(born)不(No)穩定開通和(and)提前關斷現象，從而導緻調光的(of)閃爍。由于(At)可控矽品牌不(No)同，功率不(No)同，其可控矽的(of)擎住電流（Latch）和(and)維持電流（Hold）也不(No)同，這(this)種技術産品對調光器的(of)兼容性不(No)高。

 

在(exist)這(this)種AC電流情況下，THD表現就很差了(Got it)。那麽，大(big)量的(of)可控矽調光産品在(exist)同一(one)電網上工作(do)，電網遭到(arrive)嚴重污染，導緻别的(of)電器受到(arrive)幹擾和(and)工作(do)的(of)不(No)穩定。同時(hour)，這(this)種技術的(of)産品，開通的(of)AC峰值電流很大(big)（是(yes)正常峰值電流的(of)5倍），可控矽調光器很容易因此損壞。

 

市場上大(big)量應用(use)的(of)可控矽調光LED産品的(of)另一(one)款典型的(of)AC電流波形：

 

 

圖3：TRIAC調光AC電流波形（Leading Edge）                ELV調光AC電流波形（Trailing Edge）

 

從這(this)個(indivual)AC電流波形看，呈現爲(for)短時(hour)間的(of)峰值開通，電流大(big)且時(hour)間短，開通相位嚴重不(No)充分和(and)不(No)完整。

 

雖然确保了(Got it)可控矽的(of)擎住電流（Latch）條件而保持了(Got it)每個(indivual)周期的(of)正常開通，但不(No)能保持全相角導通，導緻了(Got it)整體效率低和(and)峰值電流大(big)的(of)情況，應用(use)于(At)小功率尚且可以(by)接受，在(exist)大(big)功率工作(do)時(hour)效率低和(and)更大(big)的(of)峰值電流是(yes)完全不(No)能接受的(of)。

 

這(this)種調光技術的(of)THD表現爲(for)非常差情況，大(big)量應用(use)對電網污染很大(big)，峰值電流大(big)容易損壞調光器。

 

由于(At)相位開通不(No)完整，小電流開通容易發生(born)不(No)對稱，導緻低光強的(of)微閃（Shimmer）或者低光強慢變現象。

 

下面是(yes)易光科技新技術調光的(of)AC電流波形：

 

 

圖4：TRIAC調光AC電流波形（Leading Edge）                ELV調光AC電流波形（Trailing Edge）

 

從AC電流波形看，易光科技新技術産品的(of)電流過沖非常小，相位開通充分而完整，THD可以(by)達到(arrive)可控矽調光産品的(of)最小值，且無電流振鈴。與白熾燈調光AC電流波形幾乎相同。

 

在(exist)這(this)種電流波形下，可控矽開通和(and)導通穩定，不(No)會産生(born)閃爍和(and)微閃現象，調光效果最佳。

 

使用(use)這(this)種技術的(of)可控矽調光産品，峰值電流非常小，對電網污染輕微，調光器工作(do)可靠不(No)易損壞。

 

3、深度調光（Deep dimming）技術

 

深度調光技術，一(one)直是(yes)可控矽調光産品中的(of)難點。

 

由于(At)可控矽調光器功率和(and)品牌的(of)不(No)同，使得調光的(of)最大(big)開通相位和(and)最小開通相位的(of)差異，而且，這(this)些差異還很大(big)，對依賴相位角調光的(of)産品将導緻最大(big)調光和(and)最小調光很大(big)的(of)差别。使得可控矽調光在(exist)LED照明産品應用(use)中一(one)緻性很差，往往是(yes)最大(big)調光不(No)足85%，最小調光大(big)于(At)30%，調光效果是(yes)很差的(of)。

 

針對上述情況，易光科技使用(use)了(Got it)MCU處理技術，在(exist)全開通180度相位，對開通相位大(big)于(At)140度均按最大(big)輸出(out)，對開通相位小于(At)40度的(of)調光，按照對數補償處理，這(this)樣就确保了(Got it)不(No)同的(of)調光器都具備了(Got it)深度調光的(of)特征。

 

下圖爲(for)使用(use)這(this)種補償技術産品的(of)典型調光曲線。

 

 

下圖描述了(Got it)使用(use)常見的(of)Lutron和(and)Leviton調光器情況下，用(use)常見的(of)調光曲線的(of)效果。

 

使用(use)Leviton調光器的(of)調光範圍爲(for)：1%→100%，而使用(use)Lutron調光器的(of)調光範圍爲(for)1.7%→49%。顯然，這(this)種調光效果是(yes)不(No)能接受的(of)。

 

 

下圖描述了(Got it)使用(use)常見的(of)Lutron和(and)Leviton調光器情況下，用(use)易光科技新技術的(of)深度調光調光曲線的(of)效果。

 

使用(use)Leviton調光器的(of)調光範圍爲(for)：2%→98%，而使用(use)Lutron調光器的(of)調光範圍爲(for)7%→95%。顯然，這(this)種調光效果是(yes)好的(of)。

 

 

4、快速調光（Rapid dimming）無閃爍技術

 

快速調光在(exist)實際使用(use)中是(yes)常見的(of)。一(one)般常見的(of)如圖2、3所示的(of)可控矽調光技術，由于(At)需要(want)兼顧PFC的(of)15HZ帶寬，同時(hour)要(want)處理可控矽的(of)擎住電流（Latch）和(and)維持電流（Hold），以(by)确保調光的(of)穩定性，系統響應速度一(one)般小于(At)10HZ，因此，在(exist)快速調光時(hour)，将産生(born)明顯的(of)過沖，可控矽的(of)擎住電流（Latch）和(and)維持電流（Hold）不(No)能維持住，會産生(born)閃爍不(No)穩定，甚至始終穩定不(No)下來(Come)。

 

而易光科技的(of)這(this)項新技術，使用(use)了(Got it)相位預置和(and)快速響應的(of)MCU控制技術，系統響應速度大(big)于(At)20HZ，采用(use)柔性變換控制，使得快速調光時(hour)的(of)電流輸出(out)是(yes)平穩響應的(of)，不(No)會産生(born)過沖和(and)閃爍現象。

 

5、兼容性

 

由于(At)采用(use)了(Got it)新型的(of)控制技術，可控矽的(of)擎住電流（Latch current）、擎住時(hour)間（Latch time）和(and)維持電流（Hold current）的(of)穩定工作(do)條件，不(No)論是(yes)最大(big)導通角，到(arrive)沖擊電流最大(big)的(of)90°導通角，還是(yes)最小導通角，在(exist)任何時(hour)候都能得到(arrive)滿足。即使是(yes)使用(use)大(big)功率700W的(of)調光器應用(use)在(exist)小于(At)3W的(of)小功率LED照明，也能得到(arrive)滿足。所以(by)，其可控矽兼容性大(big)大(big)優于(At)目前各世界知名品牌的(of)可控矽調光方案，幾乎可以(by)是(yes)100%兼容。

 

6、EMC技術

 

任何新技術的(of)應用(use)，必須滿足相應的(of)産品标準。

 

易光科技創新研發的(of)可控矽調光技術，另一(one)個(indivual)主要(want)特點是(yes)：易于(At)滿足的(of)EMC。

 

可控矽調光器本質上隻有帶阻性負載且最小負載必須大(big)于(At)規定值才能穩定工作(do)，由于(At)可控矽調光驅動的(of)首先是(yes)整流濾波電路，對調光器而言，呈現爲(for)容性，導緻流過可控矽調光器電流的(of)不(No)連續，從而導緻可控矽調光器不(No)能穩定工作(do)。

 

目前各世界知名品牌的(of)可控矽調光方案，采用(use)各種技術手段都是(yes)在(exist)模拟阻性特性，采用(use)洩放電路和(and)限流電路以(by)滿足可控矽穩定工作(do)條件，爲(for)了(Got it)減少犧牲的(of)效率，都要(want)盡量避免使用(use)或減小X電容，這(this)一(one)定會導緻産品難以(by)通過EMC的(of)傳導和(and)輻射，小于(At)10W的(of)産品，通過增加共模和(and)差模電感量，勉強可以(by)通過EMC，但是(yes)大(big)于(At)20W的(of)産品，由于(At)功率大(big)幹擾大(big)，就難以(by)通過EMC了(Got it)。

 

而易光科技的(of)這(this)項創新技術，完全擺脫了(Got it)傳統思路，無洩放電路（Bleeder circuit），無限流電路，通過專用(use)IC智能控制，有效地(land)将可控矽需要(want)穩定工作(do)的(of)電流轉移到(arrive)輸出(out)LED上，仍然确保可控矽穩定工作(do)，不(No)僅大(big)幅度提升了(Got it)效率，而且允許增加X電容來(Come)改善EMC而不(No)犧牲效率。這(this)個(indivual)革命性的(of)創新技術，達到(arrive)了(Got it)既解決EMC問題，又完全不(No)犧牲效率。使得可控矽調光的(of)LED驅動器真正實現了(Got it)理想和(and)實用(use)化。

 

易光科技已經完成了(Got it)大(big)功率的(of)40W、50W和(and)96W的(of)可控矽調光LED驅動器的(of)産品化，并完全滿足FCC和(and)EN55015的(of)要(want)求。

 

五、寄語

 

由于(At)可控矽調光是(yes)傳統的(of)調光技術，具有成本低廉，安裝使用(use)方便，易于(At)購買等優點。且早就與白熾燈和(and)鹵素燈結成了(Got it)聯盟，占據了(Got it)很大(big)的(of)調光市場。在(exist)白熾燈和(and)鹵素燈正在(exist)退出(out)的(of)原大(big)量應用(use)市場，無法立即退出(out)可控矽調光，這(this)就導緻了(Got it)可控矽調光LED替代與兼容市場還有5-10年甚至更長的(of)曆史舞台。

 

易光科技曆時(hour)一(one)年的(of)研究，真正地(land)解決了(Got it)可控矽調光LED驅動的(of)多個(indivual)技術瓶頸難題，使得可控矽調光的(of)LED照明變得實用(use)和(and)理想化，世人(people)也不(No)再诟病可控矽調光LED照明那麽多的(of)缺點，而是(yes)充分享受可控矽調光帶來(Come)的(of)廉價和(and)便利性。

 

這(this)款新技術産品，由于(At)采用(use)專用(use)的(of)IC，使用(use)零件少，可靠性高，MTBF大(big)于(At)60萬小時(hour)。50W以(by)下的(of)産品僅采用(use)單面PCB設計，成本低廉，與可控矽調光的(of)廉價性相匹配，設計的(of)LED燈具，具有很大(big)的(of)成本優勢。