DoB高壓線性驅(qū)動(dòng)IC前景

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LED技術(shù)也在不斷發(fā)展，為我們的生活帶來(lái)各種便利，為我們提供各種各樣生活信息，造福著我們?nèi)祟悺oB (Driver on Board) 或 Driverless， 也就是我們通常所說(shuō)的 "去"電源化，其實(shí)不是無(wú)電源，而是一種區(qū)別于傳統(tǒng)開關(guān)電源的新的驅(qū)動(dòng)方式，是基于LED特性而派生出來(lái)的一種新的驅(qū)動(dòng)方式。

DoB IC方案在行業(yè)里己有很多的先行者，國(guó)外主要有首爾半導(dǎo)體、英國(guó)LynkLabs、美國(guó)德州儀器、Exclara，臺(tái)灣地區(qū)有工業(yè)技術(shù)研究院、Interlight等巨頭。而國(guó)內(nèi)起步較晚，緣由于中國(guó)的研發(fā)儲(chǔ)備不夠，響應(yīng)速度慢。但國(guó)內(nèi)的發(fā)展迅速，現(xiàn)已有一批企業(yè)跟上腳步，研發(fā)DoB IC。但行業(yè)尤其是傳統(tǒng)電源廠家對(duì)于"無(wú)電源"產(chǎn)品的排斥甚至于打壓，在一定程度上阻礙了這項(xiàng)具有革新意義的新技術(shù)的發(fā)展。

DoB IC方案是LED照明驅(qū)動(dòng)發(fā)展未來(lái)之路

從三個(gè)方面重點(diǎn)探討：

標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?、自動(dòng)化

傳統(tǒng)電源器件多，體積大、加工復(fù)雜給標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化、及規(guī)?；a(chǎn)帶來(lái)不便，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前在中國(guó)有不少于2萬(wàn)多家LED燈具廠家。相信在未來(lái)的5-10年，將會(huì)有超過(guò)上千家企業(yè)，要想在這場(chǎng)殘酷竟?fàn)幹械靡陨?，提高生產(chǎn)效率加快自動(dòng)化程度將是必經(jīng)之路。如果還依賴傳統(tǒng)電源，將會(huì)面臨很大的挑戰(zhàn)。

穩(wěn)定性

因傳統(tǒng)的電源的元器件多，不良因數(shù)自然增加。尤其電解電容的壽命問(wèn)題直接導(dǎo)致LED燈具故障的概率增加。雖然在DoB IC驅(qū)動(dòng)中為了消除100HZ的工頻頻閃，在填谷中會(huì)用到電容，但些電容在具體應(yīng)用上與傳統(tǒng)電源的電容有本質(zhì)上的區(qū)別。另一方面，線性填谷中的電容失效不會(huì)導(dǎo)致死燈。而傳統(tǒng)電源中的電容失效直接導(dǎo)致死燈。

智能照明

從智能照明而言，相比傳統(tǒng)的開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)，線性IC驅(qū)動(dòng)有它的先天優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)電源也可實(shí)現(xiàn)智能照明，但付出的成本或系統(tǒng)集成的代價(jià)遠(yuǎn)超過(guò)線性。

綜合上述再來(lái)看這張表，無(wú)論從穩(wěn)定性、安全性、性能參數(shù)及成本高來(lái)看，DoB線性IC是一種高性價(jià)比的LED驅(qū)動(dòng)方案。

目前DoB IC存在的問(wèn)題

1) 燈珠利用率和效率低

2) 線性調(diào)整率差導(dǎo)致的工作電壓范圍窄、難散熱、壓閃等問(wèn)題

3) 100HZ工頻頻閃

4) 單顆IC驅(qū)動(dòng)功率小，最多9W

如果不能根本上解決以上提及的核心問(wèn)題，就很難說(shuō)DoB IC驅(qū)動(dòng)方案是LED驅(qū)動(dòng)的未來(lái)。

如何解決DoB IC存在的問(wèn)題?

(1)通過(guò)高階分段來(lái)提高電源效率。高階分段的核心是通過(guò)NMOS和PMOS混合控制實(shí)現(xiàn)23階的分段驅(qū)動(dòng)。這里的23階分段階式23段指的不是傳統(tǒng)物理上的LED燈串分段，而是邏輯上的23種狀態(tài)。

在這里對(duì)比一下常見的4段和高階分段的電壓波形，從圖中可見23階的分段驅(qū)動(dòng)電壓波形幾乎和正弦波，這樣提升電源效率90%以上，從而我們的IC最大可以驅(qū)動(dòng)25W。

(2)動(dòng)態(tài)配置，其實(shí)概括起來(lái)是用簡(jiǎn)單的一句話：當(dāng)電壓低時(shí)各子串并聯(lián)，當(dāng)電壓高時(shí)各子串串聯(lián)。這句話聽起來(lái)很簡(jiǎn)單，不過(guò)花費(fèi)了近半年的時(shí)間，我們稱這為"動(dòng)態(tài)配置"。各子串燈珠在各電壓分段持續(xù)點(diǎn)亮，從而提升10%-15%光效和燈珠利用率。

(3)要解決100HZ工頻頻閃，需要通過(guò)主動(dòng)填谷技術(shù)：當(dāng)電壓升高時(shí)對(duì)電容充電，當(dāng)電壓過(guò)零點(diǎn)附近時(shí)，電容給燈串供電。完全克服100%，100HZ頻閃。在這些基礎(chǔ)上也同時(shí)提高了10%-15%燈珠利用率和光效。

(4)線性調(diào)整率差，工作電壓窄，是目前阻礙線性驅(qū)動(dòng)發(fā)展的重要因素。燈具功率隨著電壓的升高而升高，這是很差的用戶體驗(yàn)。通過(guò)所謂的"動(dòng)態(tài)配置"和"主動(dòng)填谷"使得在不同電壓狀態(tài)下，輸出功率保持基本不變，很好地解決了線性調(diào)整率差的問(wèn)題。

(5)壓閃是大范圍電壓不穩(wěn)定波動(dòng)情況下，引起光輸出的變化。對(duì)于還存在的壓閃問(wèn)題，還未能得到解決。在這里采用了線電壓補(bǔ)嘗技術(shù)。當(dāng)電壓大范圍波動(dòng)時(shí)，如果DoB IC會(huì)檢測(cè)到峰值電壓的變化，自動(dòng)補(bǔ)償光輸出變化，就可以抑制了電壓波動(dòng)時(shí)引起燈具的閃爍。

(6)提高效率、散熱技術(shù)，單顆驅(qū)動(dòng)功率至25W。

DoB IC方案在智能照明中的先天優(yōu)勢(shì)

要實(shí)現(xiàn)智能家居離不開智能照明，而沒有智能驅(qū)動(dòng)，很難稱得上智能照明。

調(diào)光可以分為內(nèi)置調(diào)光和外置調(diào)光

所謂的內(nèi)置調(diào)光是IC內(nèi)部已經(jīng)集成分段調(diào)光功能在不增加任何電源成本，不降電源性能指標(biāo)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)快捷的開關(guān)調(diào)光。通過(guò)開關(guān)可實(shí)現(xiàn)100%-50%-10%三級(jí)開關(guān)調(diào)光， 同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)調(diào)色溫的功能。

所謂的外置調(diào)光，大家可以看看這張構(gòu)架圖：外置的各種傳感器如雷達(dá)/紅外/聲控模塊或者WIFI/藍(lán)牙/zigbee模塊傳輸指令給MCU主控芯片(有可能包含在無(wú)線通信模塊中)，MCU通過(guò)SDQ單線協(xié)議對(duì)線性恒流驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送指令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)燈具亮度的動(dòng)態(tài)變化。以最低的系統(tǒng)成本和最大的靈活性，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的智能調(diào)光。

DoB IC方案市占有率還不高原因

首先從時(shí)間及發(fā)展歷程來(lái)看，DoB IC方案這幾年才得到飛速發(fā)展，相對(duì)于已經(jīng)發(fā)展了幾十年的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)來(lái)說(shuō)是個(gè)新的方向和革新，要取代傳統(tǒng)開關(guān)電源需要一個(gè)產(chǎn)業(yè)驗(yàn)證的過(guò)程。

其二更為重要的是線性IC驅(qū)動(dòng)目前存在的核心問(wèn)題還沒得到解決，在性能上和開關(guān)電源比還有一定的距離。這些都是阻礙線性驅(qū)動(dòng)發(fā)展而不被廣泛認(rèn)可的原因。

如果存在的問(wèn)題無(wú)法得以解決那么線性IC驅(qū)動(dòng)將永遠(yuǎn)只是個(gè)趨勢(shì)。它將無(wú)法取代傳統(tǒng)電源驅(qū)動(dòng)，也就不可能成為所謂的未來(lái)主流。雖然LED在生活中處處可見，但是LED也還有一些不足需要我們的設(shè)計(jì)人員擁有更加專業(yè)的知識(shí)儲(chǔ)備，這樣才能設(shè)計(jì)出更加符合生活所需的產(chǎn)品。