依靠AC LED提升LED光引擎驅(qū)動(dòng)的可靠性

LED光引擎比白熾燈或緊湊型熒光燈(CFL)具有更長的使用壽命，基于理論發(fā)射器壽命長達(dá)50,000小時(shí)。實(shí)際上，系統(tǒng)中通常被認(rèn)為是必要的其他部分，例如低壓恒流驅(qū)動(dòng)器電路和相關(guān)的無源器件，往往會(huì)降低實(shí)際工作壽命。 DC LED燈的典型工作壽命約為15,000小時(shí)。

可以在沒有驅(qū)動(dòng)器的情況下從高壓線路運(yùn)行的AC LED可以消除創(chuàng)建傳統(tǒng)低壓通常所需的幾個(gè)組件直流驅(qū)動(dòng)器。消除這些組件以及它們之間的互連，使交流供電的光引擎能夠提供卓越的可靠性和更接近理論LED發(fā)射器壽命的壽命。

可以構(gòu)建交流供電的LED照明使用背對(duì)背LED燈串，對(duì)于所應(yīng)用的AC波形的每個(gè)交替周期，該LED燈串都會(huì)打開。這種類型的操作可能導(dǎo)致燈閃爍，特別是如果LED沒有緊密間隔。另一種方法是使用橋式整流器和在線路電壓下工作的單個(gè)IC來控制傳輸?shù)絃ED陣列的電流，這樣可以在不顯著降低可靠性的情況下提高性能。

首爾最新的交流供電LED模塊半導(dǎo)體將一系列高壓多結(jié)技術(shù)(MJT)LED發(fā)光器與該公司的第二代Acrich2控制IC相結(jié)合。這種組合可提高可靠性，簡(jiǎn)化電路并減小解決方案尺寸。在設(shè)計(jì)輕型發(fā)動(dòng)機(jī)以滿足既定形狀因素時(shí)，減小電子組件的尺寸具有顯著優(yōu)勢(shì)，例如40瓦或60瓦白熾燈泡的MR型替代品。

第二代Acrich2 IC還可以通過使用相同的器件類型來控制模塊的各種額定功率(從1 W到16 W，工作在線電壓高達(dá)220 V)，從而簡(jiǎn)化模塊設(shè)計(jì)策略。只需要少量的外部元件，例如選擇電阻來設(shè)置最大LED電流，并將典型的模擬調(diào)光電壓(例如0-4 V或0-10 V)轉(zhuǎn)換為線性調(diào)光電壓，最大值為1.5 V.

結(jié)發(fā)射極技術(shù)

多結(jié)技術(shù)(MJT)使發(fā)射極能夠以13 V至69 V的各種正向電壓(VF)制造。更高的電壓允許模塊構(gòu)建相對(duì)較少數(shù)量的組件，從而實(shí)現(xiàn)小的形狀因子但能夠在120 V或220 VAC的交流線路電壓下工作。同時(shí)，發(fā)射器可提供高達(dá)130 lm/W的高發(fā)光效率，并可靈活構(gòu)建具有混合BIN的PCB。

MJT發(fā)射器有多種尺寸可供選擇，例如5.0 mm x 5.0 mm MJT5050系列，或額定功率為8 W的模塊。

模塊是采用DT3001B控制IC的光引擎。這個(gè)第二代Acrich2器件需要一個(gè)外部橋式整流器，并控制輸送到連接LED的電流，這些LED排列在最多四個(gè)存儲(chǔ)體中，如圖1所示。

圖1：DT3001B管理向四組LED的電流傳輸。

根據(jù)模塊的額定功率，LED以各種串行和并行組合排列。 DT3001B包含一個(gè)4級(jí)電流源，并產(chǎn)生一個(gè)跟隨整流輸入電壓的階躍輸出電流波形。以這種方式管理電流可通過確保高達(dá)0.97的高功率因數(shù)來最大化功效，同時(shí)還確保失真(THD)低于25%。這使得燈能夠符合包括美國在內(nèi)的全球主要市場(chǎng)的適用法規(guī)。圖2顯示IC產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)電流波形與AC輸入電流相匹配。表1描述了當(dāng)輸入電壓從最小值變化到最大值時(shí)DT3001B如何打開LED組。

圖2：驅(qū)動(dòng)電流波形區(qū)域1 2 3 4 5 6 7組1 ON ON ON ON ON ON ON 組2 OFF ON ON ON ON ON OFF 組3 OFF OFF ON ON ON OFF OFF 第4組 OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF表1.當(dāng)施加的輸入電壓達(dá)到最大值(區(qū)域4)時(shí)，所有LED組都會(huì)打開。

用于220 V標(biāo)稱交流線電壓的8 W模塊包括三個(gè)階段LED包含兩個(gè)并聯(lián)的三個(gè)串聯(lián)LED串，并且打開e階段包含一串三個(gè)LED，如圖3所示。根據(jù)模塊的功率選擇電阻RSET，并確定最大LED電流。還需要電涌保護(hù)。合適的電路包括在整流二極管電橋的輸入端處的串聯(lián)電阻器和并聯(lián)金屬氧化物變阻器(MOV)。

圖3：8 W模塊包含分為四個(gè)階段排列的21個(gè)MJT LED發(fā)光器。

DT3001B IC支持模擬調(diào)光通過向ADIM引腳(引腳12)施加高達(dá)1.5 V的信號(hào)(最大光通量)。如果可用的調(diào)光信號(hào)是1-10 V信號(hào)，則通過向引腳12施加1.5 V來確保最大亮度所需的RIN和RL值可以根據(jù)以下公式計(jì)算：

依靠AC LED提升LED光引擎驅(qū)動(dòng)的可靠性

在此公式中，VADIM為1.5 V，VIN為10 V.如果RIN設(shè)置為12kΩ，則RL所需的值為2.1kΩ。應(yīng)用這種調(diào)光方案可確保光通量在整個(gè)調(diào)光范圍內(nèi)緊密跟隨LED電流，如圖4所示。

圖4：1-10V模擬調(diào)光范圍內(nèi)的調(diào)光。

圖5顯示了當(dāng)調(diào)光信號(hào)從0 V調(diào)節(jié)到最大調(diào)光至10 V時(shí)，LED電流和光通量輸出如何變化最大光輸出。

圖5：調(diào)光電壓，LED電流和光輸出密切相關(guān)。

結(jié)論

AC LED有望簡(jiǎn)化LED光引擎的驅(qū)動(dòng)要求，從而提高可靠性。首爾半導(dǎo)體Acrich系列通過使用控制IC精心管理具有特殊屬性(如高正向電壓(VF))的多結(jié)(MJT)直流LED組，并可輕松使用典型的交流線路電壓110來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。美國為-120 V，歐洲為220-240 V.

最低外部元件要求，包括整流橋，浪涌抑制網(wǎng)絡(luò)，包括標(biāo)準(zhǔn)電阻和MOV，以及電流設(shè)置和調(diào)光電阻，減少組件數(shù)量和互連數(shù)量。通過這種方式，Acrich模塊簡(jiǎn)化了光引擎設(shè)計(jì)，提供了與半導(dǎo)體發(fā)射器相媲美的可靠性，并使設(shè)計(jì)人員能夠在照明行業(yè)內(nèi)建立的一些最緊湊的外形中為傳統(tǒng)燈泡構(gòu)建高性能替代品。