PSR架構(gòu)使具有TRIAC調(diào)光功能的LED燈更長壽

　　匹配傳統(tǒng)TRIAC及無電解、電容的LED驅(qū)動器將大行其道。在LED驅(qū)動器設(shè)計革新之下，已大幅改善LED驅(qū)動器支援TRIAC調(diào)光的閃爍及壽命短的缺陷，可望提高LED燈具的附加價值，并加速市場的普及。

　　無閃爍及無電解、電容發(fā)光二極體（LED）驅(qū)動器方案正持續(xù)進化。由于市面上推出相容于TRIAC調(diào)光的LED驅(qū)動器仍難克服閃爍與擴大調(diào)光範(fàn)圍的弊病，導(dǎo)致照明系統(tǒng)業(yè)者的採購意愿低落；再加上內(nèi)建的電解與電容往往是LED燈具使用壽命無法延長的元兇，因而成為LED驅(qū)動器供應(yīng)商戮力克服的技術(shù)挑戰(zhàn)。

　　擴展TRIAC調(diào)光範(fàn)圍　LED驅(qū)動器商競推專利線路

　　為開發(fā)出具寬廣TRIAC調(diào)光範(fàn)圍且無閃爍LED燈具，LED驅(qū)動晶片業(yè)者正陸續(xù)導(dǎo)入自行開發(fā)的專利線路，以突破長久以來的技術(shù)桎梏，加速相容于TRIAC調(diào)光的LED燈具市場滲透率擴大。

　　快捷（Fairchild）技術(shù)行銷總監(jiān)嚴(yán)宗福表示，快捷旗下支援TRIAC的LED驅(qū)動器已導(dǎo)入主動式?jīng)鳎ˋctive Bleeder）特有線路，可加大保持電流（Holding Current）範(fàn)圍，藉此解決LED燈具閃爍問題，同時延展調(diào)光範(fàn)圍達10100%，實現(xiàn)如傳統(tǒng)光源多層次調(diào)光。

　　目前市面上TRIAC調(diào)光器規(guī)格參差不齊，因此大多數(shù)支援TRIAC功能的LED驅(qū)動器難以符合所有調(diào)光器最低的保持電流要求，為執(zhí)行TRIAC調(diào)光，LED驅(qū)動器須調(diào)降輸出電壓，再提供給燈具使用，容易導(dǎo)致導(dǎo)通電流降至0，此將斷斷續(xù)續(xù)產(chǎn)生照明關(guān)閉的窘境，造成光源閃爍的情況發(fā)生。

　　嚴(yán)宗福指出，為解決光源閃爍的窒礙，快捷藉由在LED驅(qū)動器配備主動式?jīng)鲗＠€路，擴張保持電流範(fàn)圍，使具備TRIAC調(diào)光功能的LED驅(qū)動器能支援最小的保持電流，避免TRIAC調(diào)光斷電。

　　德州儀器（TI）亞洲區(qū)類比產(chǎn)品市場開發(fā)資深市場行銷工程師周俊宏強調(diào)，相較于傳統(tǒng)光源動輒數(shù)十瓦以上，大多數(shù)LED居家照明皆在10瓦以內(nèi)，因此導(dǎo)通電流較小，較易引發(fā)光源閃爍的問題，有鑑于此，德州儀器已于LED驅(qū)動器內(nèi)建自行研發(fā)的解碼（Decoding）專利線路，以偵測TRIAC調(diào)降后的輸入電壓，再供應(yīng)TRIAC調(diào)光所需的最低保持電流，確保LED驅(qū)動器電流可持續(xù)導(dǎo)通。

　　另一方面，為實現(xiàn)如傳統(tǒng)光源的多層次調(diào)光，燈具系統(tǒng)商對于更寬廣的調(diào)光範(fàn)圍要求更為嚴(yán)苛，從過去的30100%調(diào)光範(fàn)圍，已進階至10100%，此亦增加LED驅(qū)動器的設(shè)計難度。

　　周俊宏表示，現(xiàn)透過專利線路，大多數(shù)LED驅(qū)動器廠商已能克服擴大調(diào)光範(fàn)圍的技術(shù)難題。事實上，隨著各家技術(shù)迭有進展，預(yù)期未來更多適用于TRIAC調(diào)光的LED驅(qū)動器解決方案將會競出籠，恐將使價格戰(zhàn)起，不過，有別于傳統(tǒng)光源及電源的設(shè)計架構(gòu)，應(yīng)用于照明的LED驅(qū)動器開發(fā)仍須經(jīng)驗累積，因此持續(xù)提高產(chǎn)品附加價值與性價比，將為贏得更多客戶青睞的不二法門。

　　除相容于TRIAC的閃爍窒礙之外，LED驅(qū)動器亦面臨壽命難以延長的挑戰(zhàn)。為達成LED照明標(biāo)榜的2萬小時使用時間，快捷、德州儀器、包爾英特（PI）、Maxim等LED驅(qū)動器供應(yīng)商已紛紛開發(fā)出無電解和電容的LED驅(qū)動器方案。

　　延長LED照明使用壽命　無電解、電容方案傾巢出

　　現(xiàn)階段電解與電容壽命最高僅達5，000小時，且單價昂貴，不僅無法符合LED光源使用時間長達2萬小時以上的要求，且墊高LED驅(qū)動器整體物料清單（BOM）成本，與LED照明系統(tǒng)商的低成本和長壽命產(chǎn)品策略背道而馳，無電解、電容LED驅(qū)動器方案遂應(yīng)運而生。

　　嚴(yán)宗福表示，LED照明燈具運作溫度高達80100℃，然電解與電容在高溫下容易乾燥，故採內(nèi)建電解、電容的LED可調(diào)光驅(qū)動器，工作壽命無法超過數(shù)千小時，拖累LED照明燈具壽命。

　　周俊宏指出，無電解及電容的LED驅(qū)動器方案，雖可縮減成本、體積及壽命，但會產(chǎn)生輸出電流漣波大的缺陷，造成LED光源閃爍、壽命衰煺及效率下降的問題，解決之道是加入線性穩(wěn)壓器（LDO），抑或藉由控制模式調(diào)降LED驅(qū)動器的輸出電流漣波。

　　在輸出電流漣波下降之下，可改採成本及尺寸較小的陶瓷電容，避免引發(fā)光源閃爍。

　　不僅是匹配TRIAC調(diào)光與長壽命，為增加外觀的設(shè)計彈性，LED照明系統(tǒng)商對于更小體積的LED驅(qū)動器同樣需求殷切，正借助反馳式初級側(cè)調(diào)節(jié)（PSR）拓?fù)浼軜?gòu)LED驅(qū)動器縮減尺寸及成本，加速LED居家照明普及。

　　PSR架構(gòu)助攻　LED居家照明成本續(xù)降

　　LED驅(qū)動器供應(yīng)商正積極藉由在PSR內(nèi)建替代二次側(cè)（Secondary Side）的回授電路，以在不犧牲負(fù)載電流精準(zhǔn)度之下，提供低成本與小尺寸的LED驅(qū)動器方案，從而降低20瓦以下居家照明成本。

　　亞瑟萊特策略行銷部專案經(jīng)理蘇壬穗表示，相較于二次側(cè)架構(gòu)，PSR線路設(shè)計較簡化，其省卻二次側(cè)架構(gòu)的回授線路及相關(guān)元件如二極體、電解及電容，由于元件數(shù)量減少，可大幅降低LED驅(qū)動器的體積與BOM成本，適用于訴求低成本的居家照明，且符合居家照明微小化燈座的要求。

　　周俊宏指出，為加速擴大LED居家照明市場滲透率，今年照明系統(tǒng)業(yè)者將主打低價居家照明產(chǎn)品，因此能顯著減低成本的PSR架構(gòu)LED驅(qū)動器方案更能贏得市場的青睞，將是今年德州儀器的布局重點。

　　事實上，今年上半年，快捷、德州儀器、恩智浦（NXP）、亞瑟萊特等已輪番推出PSR架構(gòu)的LED驅(qū)動器方案，足見該產(chǎn)品在LED居家照明市場的熱度。

　　然而，PSR雖免卻回授電路，卻導(dǎo)致難偵測大功率輸出電壓與電流的變化，且易受雜散訊號影響，降低負(fù)載電流的精準(zhǔn)度。也因此，半導(dǎo)體廠商正藉由在LED驅(qū)動器置入具備回授功能的專利線路，以提高負(fù)載電流的精準(zhǔn)度。

　　嚴(yán)宗福提到，著眼于PSR搭配傳統(tǒng)TRIAC調(diào)光為居家與商業(yè)照明大宗市場，快捷已開發(fā)出取代二次側(cè)回授的專利線路TRUECURRENT，藉此偵測出負(fù)載的電流量，再透過整合反馳式架構(gòu)、MOSFET開關(guān)及TRIAC訊號，運算出精準(zhǔn)的脈衝寬度調(diào)變（PWM）輸出訊號，提供準(zhǔn)確的負(fù)載電流，負(fù)載電流準(zhǔn)確度最高可達±3%。

　　亞瑟萊特更透過自有線路搭配，將PSR架構(gòu)LED驅(qū)動器的周邊元件數(shù)減少，藉此縮減成本與體積。

　　蘇壬穗指出，隨著更高整合度的居家照明LED驅(qū)動器方案需求增溫，且為符合美國能源之星（Energy Star）與國際電工委員會（IEC）對于功率因數(shù)校正（PFC）須達0.9以上的要求，亞瑟萊特正試圖在PSR架構(gòu)LED驅(qū)動器內(nèi)整合調(diào)光、PFC等元件，戮力減低周邊元件數(shù)量達十五顆以下。

　　除亞瑟萊特外，包括快捷、德州儀器、恩智浦等業(yè)者亦已朝此方向發(fā)展，甚至紛紛計畫于下半年或明年，推出整合金屬氧化物半導(dǎo)體場效電晶體（MOSFET）的更高整合度PSR架構(gòu)LED驅(qū)動器方案。

　　相容于TRIAC調(diào)光、PSR架構(gòu)及高整合度方案已為LED驅(qū)動器廠商共同的產(chǎn)品發(fā)展方向，外商為尋求LED驅(qū)動器差異化，將持續(xù)透過高整合度，以及附加過電壓保護（OVP）、過溫度保護（OTP）、過電流保護（OCP）等功能，以提高產(chǎn)品附加價值，避免流于削價競爭。

　　同時，為迎合LED照明產(chǎn)業(yè)少量多樣的特性，外商的市場策略亦將改弦易轍，不再僅鎖定大品牌客戶，而將擴大戰(zhàn)線，積極迎合中小規(guī)模照明系統(tǒng)商的需求，恐將壓縮國內(nèi)中小型規(guī)模LED驅(qū)動器業(yè)者的生存空間。為殺出重圍，臺灣LED驅(qū)動器廠商正戮力藉由服務(wù)與通路另闢獲利蹊徑。

　　蘇壬穗談到，亞瑟萊特將透過高度客製化服務(wù)，以及與代理商策略結(jié)盟，結(jié)合代理商其他代理的LED燈具元件產(chǎn)品，如燈殼等，經(jīng)由規(guī)格調(diào)整后，組裝成半成品燈具，再提供給燈具客戶，提高產(chǎn)品的附加價值，以搶攻更大的客源。

　　在往后LED驅(qū)動器業(yè)者的產(chǎn)品策略已逐漸無太大的差異之下，如何突顯產(chǎn)品的差異化與附加價值，將會是各LED驅(qū)動器廠商要面臨的更重要營運課題。