如何利用光引擎技術來提高LED燈的可靠性

LED光引擎比白熾燈或緊湊型熒光燈（CFL）具有更長的使用壽命，基于理論發(fā)射器壽命長達50,000小時。實際上，系統(tǒng)中通常被認為是必要的其他部分，例如低壓恒流驅(qū)動器電路和相關的無源器件，往往會降低實際工作壽命。 DC LED燈的典型工作壽命約為15,000小時。

　　可以在沒有驅(qū)動器的情況下從高壓線路運行的AC LED可以消除創(chuàng)建傳統(tǒng)低壓通常所需的幾個組件直流驅(qū)動器。消除這些組件以及它們之間的互連，使交流供電的光引擎能夠提供卓越的可靠性和更接近理論LED發(fā)射器壽命的壽命。

　　可以構建交流供電的LED照明使用背對背LED燈串，對于所應用的AC波形的每個交替周期，該LED燈串都會打開。這種類型的操作可能導致燈閃爍，特別是如果LED沒有緊密間隔。另一種方法是使用橋式整流器和在線路電壓下工作的單個IC來控制傳輸?shù)絃ED陣列的電流，這樣可以在不顯著降低可靠性的情況下提高性能。

　　首爾最新的交流供電LED模塊半導體將一系列高壓多結技術（MJT）LED發(fā)光器與該公司的第二代Acrich2控制IC相結合。這種組合可提高可靠性，簡化電路并減小解決方案尺寸。在設計輕型發(fā)動機以滿足既定形狀因素時，減小電子組件的尺寸具有顯著優(yōu)勢，例如40瓦或60瓦白熾燈泡的MR型替代品。

　　第二代Acrich2 IC還可以通過使用相同的器件類型來控制模塊的各種額定功率（從1 W到16 W，工作在線電壓高達220 V），從而簡化模塊設計策略。只需要少量的外部元件，例如選擇電阻來設置最大LED電流，并將典型的模擬調(diào)光電壓（例如0-4 V或0-10 V）轉(zhuǎn)換為線性調(diào)光電壓，最大值為1.5 V.

　　結發(fā)射極技術

　　多結技術（MJT）使發(fā)射極能夠以13 V至69 V的各種正向電壓（VF）制造。更高的電壓允許模塊構建相對較少數(shù)量的組件，從而實現(xiàn)小的形狀因子但能夠在120 V或220 VAC的交流線路電壓下工作。同時，發(fā)射器可提供高達130 lm/W的高發(fā)光效率，并可靈活構建具有混合BIN的PCB。

　　MJT發(fā)射器有多種尺寸可供選擇，例如5.0 mm x 5.0 mm MJT5050系列，或額定功率為8 W的模塊。

　　模塊是采用DT3001B控制IC的光引擎。這個第二代Acrich2器件需要一個外部橋式整流器，并控制輸送到連接LED的電流，這些LED排列在最多四個存儲體中，如圖1所示。
　　

圖1：DT3001B管理向四組LED的電流傳輸。

根據(jù)模塊的額定功率，LED以各種串行和并行組合排列。 DT3001B包含一個4級電流源，并產(chǎn)生一個跟隨整流輸入電壓的階躍輸出電流波形。以這種方式管理電流可通過確保高達0.97的高功率因數(shù)來最大化功效，同時還確保失真（THD）低于25％。這使得燈能夠符合包括美國在內(nèi)的全球主要市場的適用法規(guī)。圖2顯示IC產(chǎn)生的驅(qū)動電流波形與AC輸入電流相匹配。表1描述了當輸入電壓從最小值變化到最大值時DT3001B如何打開LED組。

圖2：驅(qū)動電流波形區(qū)域1 2 3 4 5 6 7組1 ON ON ON ON ON ON ON 組2 OFF ON ON ON ON ON OFF 組3 OFF OFF ON ON ON OFF OFF 第4組 OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF表1.當施加的輸入電壓達到最大值（區(qū)域4）時，所有LED組都會打開。

　　用于220 V標稱交流線電壓的8 W模塊包括三個階段LED包含兩個并聯(lián)的三個串聯(lián)LED串，并且打開e階段包含一串三個LED，如圖3所示。根據(jù)模塊的功率選擇電阻RSET，并確定最大LED電流。還需要電涌保護。合適的電路包括在整流二極管電橋的輸入端處的串聯(lián)電阻器和并聯(lián)金屬氧化物變阻器（MOV）。
　　

圖3：8 W模塊包含分為四個階段排列的21個MJT LED發(fā)光器。

DT3001B IC支持模擬調(diào)光通過向ADIM引腳（引腳12）施加高達1.5 V的信號（最大光通量）。如果可用的調(diào)光信號是1-10 V信號，則通過向引腳12施加1.5 V來確保最大亮度所需的RIN和RL值可以根據(jù)以下公式計算：

　　依靠AC LED提升LED光引擎驅(qū)動的可靠性

　　在此公式中，VADIM為1.5 V，VIN為10 V.如果RIN設置為12kΩ，則RL所需的值為2.1kΩ。應用這種調(diào)光方案可確保光通量在整個調(diào)光范圍內(nèi)緊密跟隨LED電流，如圖4所示。

圖4：1-10V模擬調(diào)光范圍內(nèi)的調(diào)光。

圖5顯示了當調(diào)光信號從0 V調(diào)節(jié)到最大調(diào)光至10 V時，LED電流和光通量輸出如何變化最大光輸出。

圖5：調(diào)光電壓，LED電流和光輸出密切相關。

結論

　　AC LED有望簡化LED光引擎的驅(qū)動要求，從而提高可靠性。首爾半導體Acrich系列通過使用控制IC精心管理具有特殊屬性（如高正向電壓（VF））的多結（MJT）直流LED組，并可輕松使用典型的交流線路電壓110來實現(xiàn)這一目標。美國為-120 V，歐洲為220-240 V.

　　最低外部元件要求，包括整流橋，浪涌抑制網(wǎng)絡，包括標準電阻和MOV，以及電流設置和調(diào)光電阻，減少組件數(shù)量和互連數(shù)量。通過這種方式，Acrich模塊簡化了光引擎設計，提供了與半導體發(fā)射器相媲美的可靠性，并使設計人員能夠在照明行業(yè)內(nèi)建立的一些最緊湊的外形中為傳統(tǒng)燈泡構建高性能替代品。