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解决LED照明的三大问题：成本、尺寸和调光

白光LE如高光泽元素D发光效率的大幅改善使得全球固态照明市场正在逐年攀升。根据Communications with Selantek公司的数据显示，2010年，在全球总量为202亿的照明市场中，LED照明灯具的市场规模达到了9600万。预计到2016年，这一数量还将增长到接近10亿。为了帮助LED照明在住宅照明市场获得更大的认可度，解决方案必造纸材须能够在有限的空间内可靠地工作，同时具有高效率和低成本。相比传统TRIAC方法更高效的调光方法(如PWM)也有望得到广泛应用。

飞兆半导体(Fairchild)PCIA照明部门技术专家Brian Johnson在日前举办的EuroAsia Press1：1大会上介绍了LED技术的市场前景和技术挑战。他认为，LED照明设计要实现突破，有三个方面问题的问题亟待解决。首先要面对的是更小的PCB尺寸和BOM成本压力，这需要更紧凑的LED驱动器来适应应用设计，而独立地实现一些功能(如Vdd电源、转换器、针对输入/输出/Vdd的电解电容器)将会增加10%至70%的元件成本；其次是产品使用寿命仍未达到预期水平，产品在高温和高湿度环境下的可靠性不够理想，虽然LED生产厂商号称可以达到50,000小时甚至更长的平均寿命，但许多未经优化的电源系统仍然只能达到10,000至20,000小时，电解电容器等器件的性能也决定了LED的最终寿命，此外，目前大部分产品保修期仅为3年，应扩展到5年(LED照明的使用寿命应达到5年)；最后的关键点则是高性能、高效率的应用对产品的电气设计提出了高要求，包括：高PF(≥0.9)和低THD，满足能源之星(Energy Star)标准的要求，具有恒定输出电流(峰值电流变化＞5%)、可调光、效率应超过80%。

飞兆半导体开发出了带有功率因数校正(P滚珠FC)的FL7701智能非隔离型降压LED驱动器。该器件采用了自动检测AC输入电压状况的数字技术来产生特殊的内部参考信号以实现高PF校正。FL7701可在DC输入电压下工作，自动检测AC 或DC输入电压模式。在MR照明应用中，传统使用变压器的技术由于变压器的转换效率将引起额外损耗。现在，采用与DC或AC离线输入直接相连的 FL7701，便可以取代这种传统的低效率方法。

FL7701 LED驱动器采用SOP-8封装，它结合了小外形尺寸和高功能密度，无需缓冲电路、变压器、Vcc电源，通过集成PFC功能，可让设计人员节省多达20%的总体BOM成本和高达60%的电路板空间。因此，能够满足PCB空间受限的LED灯具和照明装置设计的需求，并且支持模拟调光。FL7701高集成度设计提供了更高的可靠性，相比目前使用寿命达3年的方案，长途搬家可以使照明使用寿命延长到5年以上。由于FL7701的输入、输出或Vdd电源不需要使用电解电容器，进一步提高了电源的可靠性。该器件还集成了OLP、SLP、TSD保护功能。

高数字功率因数(PF)(＞0.9)和较低的总谐波失真(THD)，以及90%的电气效率，使得FL7701能够帮助客户节约能源，满足如能源之星等全球范围最严苛的法规要求。相比传统方案，FL7701可以实现高达90%的效率，特别适用于室内装饰灯、LED灯泡或PAR灯中的下射灯、反射灯、MR灯或主流E26/E27或双引脚(Bi-Pin)灯座，以及用于低功率照明器材的LED灯。

无独有偶，国际整流器公司(IR)推出的高电压降压稳压器控制IC IRS2980也解决了性能和成本之间的两难，与其它适合非隔离式LED驱动器应用的解决方案相比，IRS2980能够以更低的系统成本提供更高的性能。它使用滞后平均电流模式控制来实现精准的电流调节，搭载附有高电压内部稳压器和高侧电流感应功能的低侧MOSFET驱动器。IRS2980采用片上PWM调光振荡器(非TRIAC调光)，最高工作频率为150Kh，典型工作效率超过了80%。

“该产品在全部工作范围内都由于钢材因热膨胀以后可能会引发卡模现象保持了高稳定性，可承受较高的纹波而无需额外的精度损耗。在高占空比的情况下效然后打开回油阀率非常高。当与填谷式无源PFC一起使用时，可在无需额外成本的情况下获得超过0.9的功率因数。”国际整流器公司节能产品部LED产品组经理Pete光电池r Green强调。

Brian Johnson指出，实际测试案例表明，FL7701在-40℃～70℃的工作温度范围内可实现高达92%的效率和＞0.95的功率因数，而THD不到10%。“该方案同样可以用于街灯照明，最多可支持17个灯泡。”他补充道。工程师现在可以通过飞兆的全球功率资源中心(Global Power Resources)获得应用笔记、开发板、参考设计、工具、FAE以及区域开发中心的电源工程师的设计支持。(end)