【導讀】雖然LED照明正往可調光方向發(fā)展，但真正做好一款設計并不容易。這其中牽涉到調光器兼容性、變壓器兼容性、可調光范圍以及成本等諸多的問題。所以你是不是還在為你的LED調光設計不如意而感到煩惱？別煩，一款LED驅動降20+元器件，成本無壓力的LED調光設計送給你。
LED照明正往可調光方向發(fā)展，但真正做好一款設計并不容易。這其中牽涉到調光器兼容性、變壓器兼容性、可調光范圍以及成本等諸多的問題。Dialog公司日前發(fā)布了兩款可調光固態(tài)LED照明驅動器產品iW3662和iW3688，分別針對的是MR16 LED燈泡和TRIAC調光應用。那么這兩款產品相對市場是已有的解決方案到底具有哪些優(yōu)勢，對LED市場發(fā)展又會起到哪些促進作用呢？
在了解這兩款產品之前，我們先來簡單看一下Dialog的業(yè)務背景，以為下文做鋪墊。
被大品牌公司采用，秘訣在哪里？
熟悉Dialog的朋友都知道，該公司2013年借助對iWatt公司的收購，將業(yè)務拓展到四個方向：1.移動系統(tǒng)，其中包括智能手機、平板電腦以及超級本；2.連接、汽車與業(yè)務；3.電源轉換；4.新型業(yè)務，包括可穿戴設備。
Dialog專注于節(jié)能技術，主要包括電源管理、超低功耗音頻技術、短距離無線技術（包括藍牙）以及AC/DC電源轉換四個方面。“我們現(xiàn)在在藍牙半導體方面處在比較領先的地位。這項技術主要的業(yè)務對象有可穿戴設備，包括傳感器，以及信標等設備。這一產品是現(xiàn)在市場上同類產品中尺寸最小的，也是最節(jié)能的。”Dialog公司企業(yè)發(fā)展與策略資深副總裁Mark Tyndall對其藍牙技術著重介紹道（圖1、圖2）。此外，Mark還分享了幾個Dialog公司最新的成功案例，事實勝于雄辯。
圖1：低功耗和小尺寸藍牙芯片是瞄準物聯(lián)網(wǎng)應用的有力利器。
圖2：Dialog公司解決方案成功進入多款品牌產品中。
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MR16燈泡無閃爍，你做到了嗎？
低壓MR16燈泡是Dialog進入可調光LED照明的最后一個領域。為什么呢？“因為在MR16這方面有很多的挑戰(zhàn)，特別是有關變壓器，因為我們做這個產品的時候需要跟各種各樣的變壓器處理好適配、兼容的問題。”Dialog公司電源轉換事業(yè)群高級營銷總監(jiān)Scott Brown解釋說。
MR16 LED燈泡面臨的最大挑戰(zhàn)是變壓器。大多數(shù)MR16燈泡使用交流降壓變壓器。為了驅動燈泡，需將交流線路電壓降至12VAC；通常采用電子變壓器為電阻負載供電，并需要典型最小20W的負載來維持正常工作。“這些變壓器主要是針對鹵素燈所設計的，大多數(shù)的最小的功率是20瓦，低于20瓦就沒法運行。”Scott表示（圖3）。
圖3：MR16 LED燈泡面臨的最大挑戰(zhàn)是變壓器。
iW3662 LED驅動器采用專利的具備高級數(shù)字分析功能的控制技術解決了這個問題。它通過檢測所安裝的變壓器，動態(tài)增加峰值負載，以配合變壓器工作，尤其是在深度調光范圍期間。iW3662能夠兼容電子變壓器和磁性變壓器，同時解決電磁問題。
在LED照明設計中，成本非常重要。iW3662相比競爭對手方案，所需元器件數(shù)量大幅降低（圖4）。
圖4：iW3662與競爭對手方案相比，所需外部元器件的數(shù)量大幅降低。
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此外，熱管理非常重要。溫度每升高10℃，電容壽命將減少15%。并且溫度太高產品也存在安全風險。“LED燈泡有一個預先確定的外形，高功率密度意味著高溫挑戰(zhàn)。有些燈泡是用在開放式燈具中，有空氣流動存在；還有一些是在封閉式當中。很多設計者不知道燈泡溫度有多高，使用壽命會受到什么影響。此外，熱管理不善會大幅縮短SSL燈泡的使用壽命，甚至引發(fā)火災。”Scott指出，“我們的做法很簡單，就是讓用戶可以設定一個最高值。如果超過這個值的話，LED的使用電流就會被降低。電流降低了，消耗的功率就會降低，相應的溫度也會降低。”
圖5：iW3662 LED驅動器性能一覽。
圖6：競爭對手MR16驅動產品與變壓器適配不好，導致不亮且閃爍嚴重（左）。同時打開Dialog和競爭對手方案，可以看到Dialog產品無閃爍，而競爭對手產品雖然變亮了（Dialog產品幫它負載了一些變壓器定額），但閃爍依然嚴重（右）。
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LED驅動降20+元器件，成本無壓力
在TRIAC調光器中，固態(tài)LED器件為了保持正向導通，需要一個最小的負載電流。如果負載電流低于閾值，TRIAC將在交流電半周期的其余時間內關斷。這對于白熾燈不是問題，因為白熾燈是電阻性負載，而對于LED驅動電路卻是一個很大的挑戰(zhàn)。
“TRIAC調光器給LED燈泡帶來的問題是，它有時不能提供維持晶閘管導通所需的足夠電流。這將導致TRIAC調光器提前終止導通周期，并切斷AC電源，從而造成可調光LED燈泡出現(xiàn)閃爍和微閃。”Scott談道，“很多低功耗燈泡設計使用一個泄放電路讓TRIAC獲得額外的電流。無源泄放電路多加一個電阻，這樣就會消耗更多的電流，但同時也會增加功耗，降低效率。有源泄放電流可以增加一些效率，但是缺點是要增加元器件，需要更高的成本（圖10）。此外還有發(fā)熱問題，發(fā)熱不僅僅會降低設備使用壽命，并且也會增加灌膠成本。”
圖7：很多低功耗燈泡設計采用泄放電路讓TRIAC獲得額外電流。兩種泄放電路要么效率低，要么不經(jīng)濟。
相比于前代產品iW3609，全新的iW3688中采用的Dialog專利數(shù)字算法完全消除了外部泄放電路、外部VCC電路和啟動電路。該專利數(shù)字算法通過調制MOSFET主開關，以便在調光期間獲得額外的電流；確保輸入電流在正向導通期間總是大于TRIAC的維持電流閾值；同時無需額外的元件（圖11）。
圖8：相比前代產品iW3609（左），iW3688（右）采用專利數(shù)字算法，完全消除了外部泄放電路、外部VCC電路和啟動電路。
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同時，iW3688消除了20多個外部元器件，降低了BOM成本（20%~25% costdown）（圖12）。其出眾的調光性能實現(xiàn)了無閃爍和無微閃，能夠兼容和配合最具挑戰(zhàn)性的TRIAC調光器。iW3688同樣采用了高級熱管理解決方案。當溫度升高時，iW3688通過熱閉環(huán)控制降低電流以維持目標溫度，而在極端情況下則會關閉LED。此外，它具有很好的調光兼容性，調光范圍可以做到1%（很多廠商只能做到10%）。
圖9：iW3688消除了20 多個外部元器件，降低BOM成本達20%~25%（左右分別為方案對比，上下為PCB正反面）。
圖10：iW3688 LED驅動器性能一覽。
相信這兩款產品的推出能夠滿足LED市場對成本的嚴苛要求，同時也能使LED調光設計的性能更佳！
