LED照明驅動技術的現狀與未來

圖1：LED調光拓撲結構和調光控制分類

可調光解決方案的發展

兩級AC/DC轉換LED電流驅動方案曾經由于良好的性能和無輸出電流紋波而被業界所廣泛接受，但是這種方案成本太高。在2012年Marvell公司成功推出性能優越的單級AC/DC轉換LED電流驅動方案EM8183后，兩級AC/DC LED電流驅動方案逐漸被業界所放棄。另一方面，線性AC/DC轉換LED電流驅動方案已經在技術領域討論和在業界存在接近十年之久，這一方案因為其在切相調光時無法克服的電流紋波和閃爍指數而始終沒有被業界接受。目前，單級AC/DC轉換LED調光電流驅動方案由于其優越的性價比已經成為LED調光解決方案的主流。這里主要討論單級AC/DC轉換LED電流控制的切相調光和智能接口調光解決方案。

單級AC/DC轉換電流控制方案

切相調光(晶閘管調光)的關鍵是LED驅動器在任何工作點都可以提供足夠的擎住電流(Latching Current)和維持電流(Holding Current)。足夠的擎住電流和維持電流是晶閘管在物理上滿足正常工作的條件。在這一基礎上，LED驅動器在性能上要保證精確的電流控制、足夠的調光器兼容性、平滑的調光曲線、足夠寬的調光范圍、足夠低的閃爍指數等。LED驅動器在可靠性上要保證較高的效率、足夠低的熱損耗、無突出熱點和足夠長的產品生命周期。此外，盡量降低LED驅動器工作時的音頻噪聲也是產品成功的關鍵之一。在上述這些方面，業界都有很多相關的專利技術。其中Marvel l在這一領域擁有超過70項美國和國際專利保證產品的性能，同時還能保護公司和客戶的利益。

作為業界第一個單級AC/DC轉換LED電流控制方案，Marvell在2 012年成功推出性能優越的切相調光LED 驅動芯片EM8183。該驅動芯片在業界推出的最初階段即被LED照明領域的領先企業所接受和采用。EM8183 LED驅動芯片給相關的企業和客戶帶來了巨大的利益，并推動了照明領域的技術發展和創新，并在切相調光的創新上奠定了其在業界的經典地位。繼EM8183之后，Marvell在2014年初又推出了第二代切相調光LED驅動芯片EM8187。該驅動芯片在EM8183的基礎上，提高了在調光器兼容性、效率和EMI方面的性能，并降低了系統的成本。EM 8187應用了多項Marvel l專利技術以提高其在兼容性、熱損耗控制、效率、調光性能方面的性能。圖2是EM8187單級切相調光解決方案的參考電路板圖，EM8187需要極少的外圍器件，同時提供了整個系統極高的可靠性和卓越的性價比。

圖2：單級切相調光系統參考電路板圖

圖3：單級智能調光系統參考電路板圖

智能調光性能逐步提升

在LED智能調光技術方面，現階段業界也主要選擇了性價比優越的單級AC/DC轉換驅動方案，而LED智能調光接口的選擇主要有I2C接口和PWM接口兩種。因為只需要一個接口控制信號，因而PWM接口具有連接簡單的特點，這也有利于軟件的實現。但是在低端光通量的工作狀態下，PWM接口調光方案通常會有階梯調光的現象，即通常所說的低端階梯調光問題，這是因為PWM精度不夠或硬件軟件不夠匹配所造成的。I2C接口智能調光需要兩個連接信號，I2C智能調光可以達到優越的性能和平滑的低端光效輸出。更加重要的是，I2C接口除了調光控制之外，還提供了數據采集和傳輸的功能，可實現并為LED照明的云端接入提供基本的功能單元。Marvell在2014年1月推出了業界第一個I2C接口單級AC/DC轉換驅動方案EM8189。

EM8189 I2C接口單級智能調光解決方案可以達到1%的調光精度、平滑的調光性能、較低的待機功耗