可调光LED照明设计不完美？Dialog带你飞

《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} 被大品牌公司采用，秘诀在哪里？ 熟悉Dialog的朋友都知道，该公司2013年借助对iWatt公司的收购，将业务拓展到四个方向：1.移动系统，其中包括智能手机、平板电脑以及超级本；2.连接、汽车与业务；3.电源转换；4.新型业务，包括可穿戴设备。 Dialog专注于节能技术，主要包括电源管理、超低功耗音频技术、短距离无线技术（包括蓝牙）以及AC/DC电源转换四个方面。“我们现在在蓝牙半导体方面处在比较领先的地位。这项技术主要的业务对象有可穿戴设备，包括传感器，以及信标等设备。这一产品是现在市场上同类产品中尺寸最小的，也是最节能的。”Dialog公司企业发展与策略资深副总裁Mark Tyndall对其蓝牙技术着重介绍道（图2、图3）。此外，Mark还分享了几个Dialog公司最新的成功案例，事实胜于雄辩（图4）。

图2：低功耗和小尺寸蓝牙芯片是瞄准物联网应用的有力利器。
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图3：Dialog公司解决方案成功进入多款品牌产品中。
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图4：Dialog公司企业发展与策略资深副总裁Mark Tyndall对公司业务与业绩，尤其是蓝牙技术做了介绍。
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图5：电源转换事业群高级营销总监Scott Brown对两款新产品做宣讲。
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MR16 LED灯泡面临的最大挑战是变压器。大多数MR16灯泡使用交流降压变压器。为了驱动灯泡，需将交流线路电压降至12VAC；通常采用电子变压器为电阻负载供电，并需要典型最小20W的负载来维持正常工作。“这些变压器主要是针对卤素灯所设计的，大多数的最小的功率是20瓦，低于20瓦就没法运行。”Scott表示（图6）。

图6：MR16 LED灯泡面临的最大挑战是变压器。
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iW3662 LED驱动器采用专利的具备高级数字分析功能的控制技术解决了这个问题。它通过检测所安装的变压器，动态增加峰值负载，以配合变压器工作，尤其是在深度调光范围期间。iW3662能够兼容电子变压器和磁性变压器，同时解决电磁问题。在LED照明设计中，成本非常重要。iW3662相比竞争对手方案，所需元器件数量大幅降低（图7）。

图7：iW3662与竞争对手方案相比，所需外部元器件的数量大幅降低。
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此外，热管理非常重要。温度每升高10℃，电容寿命将减少15%。并且温度太高产品也存在安全风险。“LED灯泡有一个预先确定的外形，高功率密度意味着高温挑战。有些灯泡是用在开放式灯具中，有空气流动存在；还有一些是在封闭式当中。很多设计者不知道灯泡温度有多高，使用寿命会受到什么影响。此外，热管理不善会大幅缩短SSL灯泡的使用寿命，甚至引发火灾。”Scott指出，“我们的做法很简单，就是让用户可以设定一个最高值。如果超过这个值的话，LED的使用电流就会被降低。电流降低了，消耗的功率就会降低，相应的温度也会降低。”

图8：iW3662 LED驱动器性能一览。
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图9：竞争对手MR16驱动产品与变压器适配不好，导致不亮且闪烁严重（左）。同时打开Dialog和竞争对手方案，可以看到Dialog产品无闪烁，而竞争对手产品虽然变亮了（Dialog产品帮它负载了一些变压器定额），但闪烁依然严重（右）。
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《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} LED驱动降20+元器件，成本无压力 在TRIAC调光器中，固态LED器件为了保持正向导通，需要一个最小的负载电流。如果负载电流低于阈值，TRIAC将在交流电半周期的其余时间内关断。这对于白炽灯不是问题，因为白炽灯是电阻性负载，而对于LED驱动电路却是一个很大的挑战。 “TRIAC调光器给LED灯泡带来的问题是，它有时不能提供维持晶闸管导通所需的足够电流。这将导致TRIAC调光器提前终止导通周期，并切断AC电源，从而造成可调光LED灯泡出现闪烁和微闪。”Scott谈道，“很多低功耗灯泡设计使用一个泄放电路让TRIAC获得额外的电流。无源泄放电路多加一个电阻，这样就会消耗更多的电流，但同时也会增加功耗，降低效率。有源泄放电流可以增加一些效率，但是缺点是要增加元器件，需要更高的成本（图10）。此外还有发热问题，发热不仅仅会降低设备使用寿命，并且也会增加灌胶成本。”

图10：很多低功耗灯泡设计采用泄放电路让TRIAC获得额外电流。两种泄放电路要么效率低，要么不经济。
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相比于前代产品iW3609，全新的iW3688中采用的Dialog专利数字算法完全消除了外部泄放电路、外部VCC电路和启动电路。该专利数字算法通过调制MOSFET主开关，以便在调光期间获得额外的电流；确保输入电流在正向导通期间总是大于TRIAC的维持电流阈值；同时无需额外的元件（图11）。

图11：相比前代产品iW3609（左），iW3688（右）采用专利数字算法，完全消除了外部泄放电路、外部VCC电路和启动电路。
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同时，iW3688消除了20多个外部元器件，降低了BOM成本（20%~25% costdown）（图12）。其出众的调光性能实现了无闪烁和无微闪，能够兼容和配合最具挑战性的TRIAC调光器。iW3688同样采用了高级热管理解决方案。当温度升高时，iW3688通过热闭环控制降低电流以维持目标温度，而在极端情况下则会关闭LED。此外，它具有很好的调光兼容性，调光范围可以做到1%（很多厂商只能做到10%）。

图12：iW3688消除了20 多个外部元器件，降低BOM成本达20%~25%（左右分别为方案对比，上下为PCB正反面）。
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图13：iW3688 LED驱动器性能一览。
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相信这两款产品的推出能够满足LED市场对成本的严苛要求，同时也能使LED调光设计的性能更佳！

图14：Dialog工程师演示通过蓝牙（DA14580+iW6401）和电力线载波（LED驱动器iW6451）进行调光（蓝牙范围可达20米以外，电力线载波可同时调亮度和色温）。
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