极简可控硅调光方案

Release date:

2021-03-17

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极简可控硅调光方案

    LED广泛应用在各种照明设备中,LED产业的发展也加速了调光技术的进步。调光技术不仅可以进一步节约能源,延长LED的使用年限,而且能够提高视觉效果,改善生活质量。可控硅调光以高兼容性,低成本,小体积,操作简便等优点深得消费者青睐。


开关电源驱动调光方案

    在欧洲和北美市场中,兼容可控硅调光器的LED产品存在大量的需求。传统的兼容可控硅调光的LED驱动电源,主要使用开关电源方案。以SY58363为例,为了更好的调光兼容性,相对于非调光的电源驱动,会在桥前加较大的保险电阻(FR1),在桥后增加RC(R1,C3)作为阻尼,并通过对输出功率曲线的优化实现更平滑的调光感受。


极简可控硅调光方案


    目前,开关电源驱动方案也完全能满足客户使用要求,外围线路也已经简化到了接近极限,但是开关方案仍有以下先天不足:

1. 音频噪声。带调光器后,特别是前切调光器,由于输入电压的剧变,C1,L1,C2等器件容易出现因机械振动而引发的音频噪声。

2. 开关电源的EMI问题。不同的输入输出规格,不同的电源设计都会导致EMI特性出现变化,因此,每一款电源都需要工程师对EMI进行调试验证。

3. 调光器的兼容性问题。实际设计中,无论输出功率的变化,还是输出电压电流的调整,都可能导致调光器兼容性受到影响,设计人员需配合调光器重新匹配外围线路。

4. 插件器件多,难以做全贴片设计,影响成本,同时LED的结构外形也受限。


线性可控硅调光方案


线性方案则在解决上述问题上有先天优势,

1. 线性方案无功率电感、电容,音频噪声大幅下降。

2. 无瞬变电压&电流导致的电磁噪声,不用处理EMI问题。

3. 主要依靠IC而不是外围线路解决调光器的兼容问题,因此即使是不同的输出规格,也基本上不需要电源工程师的二次匹配。

4. 外围较少,且可实现全贴片,生产成本低,同时减小对结构件的限制。

    但是,线性方案还需要解决一个问题:效率。由于线性方案的效率取决于输入和输出电压的压差,压差越大,损耗越大,效率越低。而LED灯珠电压和生产批次、工作温度相关,电网电压也会有±10%左右的波动,因此单纯的线性恒流方案存在效率波动大,应用场景受限的问题。针对该问题,矽力杰线性产品采用了独特的输入电流控制技术(该技术已取得专利保护),使线性方案的效率达到和开关电源方案相当的水平,扫除了线性方案大范围使用的最大障碍。


低压线性可控硅调光方案

极简可控硅调光方案


极简可控硅调光方案

SY59101输入电流波形


    以SY59101为例,其输入电流采用了类似马鞍形的控制方式,当LED电压和桥后电压压差较小时,系统从电网抽取更多的电流,当桥后电压与LED电压压差大时,则减小输入电流,即提升了平均效率,又能满足PF以及调光兼容性要求。SY59101是针对北美市场开发的第四代线性可控硅调光方案,在保证电气性能的同时,达到了外围电路的最简化。


极简可控硅调光方案

SY59101效率曲线


高压线性可控硅调光方案


    为了满足欧洲市场的独特要求,矽力杰推出了对应的高压线性调光产品:SY59119系列。


极简可控硅调光方案


    值得一提的是,欧洲市场即将实施的IEC61000-3-2 2019标准,对输入功率在5~25W范围的照明产品也有THD要求,而SY59119的独特的输入电流波形,除了能提升效率外,也满足了新标准中对THD的要求。


极简可控硅调光方案


极简可控硅调光方案

IEC61000-3-2 2019THD要求(5W≤Pin≤25W)

极简可控硅调光方案

SY59119 230Vac 270V/30mA 实测波形


线性可控硅调光方案

极简可控硅调光方案