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DOB高压线性驱动IC的发展趋势

2016-03-28 09:50:14 新茂科技(深圳)有限公司 阅读

 什么是DOB IC("去"电源化)方案

    DoB(Driver on Board)或Driverless,也就是我们通常所说的"去"电源化,其实不是无电源,而是一种区别于传统开关电源的新的驱动方式,是基于LED特性而派生出来的一种新的驱动方式。

    DoB IC方案在行业里己有很多的先行者,国外主要有首尔半导体、英国LynkLabs、美国德州仪器、Exclara,台湾地区有工业技术研究院、Interlight等巨头。而国内起步较晚,缘由于中国的研发储备不够,响应速度慢。但国内的发展迅速,现已有一批企业跟上脚步研发DoBIC,如新茂科技(深圳)有限公司。但行业尤其是传统电源厂家对于"无电源"产品的排斥甚至于打压,在一定程度上阻碍了这项具有革新意义的新技术的发展。

    DoBIC方案是LED照明驱动发展未来之路

    从三个方面重点探讨:标准化、规模化、自动化

    传统电源器件多,体积大、加工复杂给标准化、自动化、及规模化生产带来不便,据不完全统计,目前在中国有不少于2万多家LED灯具厂家。要想在这场残酷竟争中得以生存,提高生产效率加快自动化程度将是必经之路。如果还依赖传统电源,将会面临很大的挑战。

    稳定性

    因传统的电源的元器件多,不良因数自然增加。尤其电解电容的寿命问题直接导致LED灯具故障的概率增加。虽然在DoBIC驱动中为了消除100HZ的工频频闪,在填谷中会用到电容,但些电容在具体应用上与传统电源的电容有本质上的区别。另一方面,线性填谷中的电容失效不会导致死灯。而传统电源中的电容失效直接导致死灯。

    智能照明

    从智能照明而言,相比传统的开关电源驱动,线性IC驱动有它的先天优势。传统电源也可实现智能照明,但付出的成本或系统集成的代价远超过线性。

    综合上述,无论从稳定性、安全性、性能参数及成本高来看,DoB线性IC是一种高性价比的LED驱动方案。

    目前DoBIC存在的问题

    1)灯珠利用率和效率低

    2)线性调整率差导致的工作电压范围窄、难散热、压闪等问题

    3)100HZ工频频闪

    4)单颗IC驱动功率小,最多9W

    如果不能根本上解决以上提及的核心问题,就很难说DoBIC驱动方案是LED驱动的未来。

    如何解决DoBIC存在的问题?

    (1)通过高阶分段来提高电源效率。高阶分段的核心是通过NMOS和PMOS混合控制实现23阶的分段驱动。这里的23阶分段阶式23段指的不是传统物理上的LED灯串分段,而是逻辑上的23种状态。

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    在这里对比一下常见的4段和高阶分段的电压波形,从图中可见23阶的分段驱动电压波形几乎和正弦波,这样提升电源效率90%以上,从而我们的IC最大可以驱动25W。

    (2)动态配置,其实概括起来是用简单的一句话:当电压低时各子串并联,当电压高时各子串串联。这句话听起来很简单,不过花费了近半年的时间,我们称这为"动态配置"。各子串灯珠在各电压分段持续点亮,从而提升10%-15%光效和灯珠利用率。

    (3)要解决100HZ工频频闪,需要通过主动填谷技术:当电压升高时对电容充电,当电压过零点附近时,电容给灯串供电。完全克服100%,100HZ频闪。在这些基础上也同时提高了10%-15%灯珠利用率和光效。

    (4)线性调整率差,工作电压窄,是目前阻碍线性驱动发展的重要因素。灯具功率随着电压的升高而升高,这是很差的用户体验。通过所谓的"动态配置"和"主动填谷"使得在不同电压状态下,输出功率保持基本不变,很好地解决了线性调整率差的问题。

    (5)压闪是大范围电压不稳定波动情况下,引起光输出的变化。对于还存在的压闪问题,还未能得到解决。在这里采用了线电压补尝技术。当电压大范围波动时,如果DoBIC会检测到峰值电压的变化,自动补偿光输出变化,就可以抑制了电压波动时引起灯具的闪烁。

    (6)提高效率、散热技术,单颗驱动功率至25W。

    DoBIC方案在智能照明中的先天优势

    要实现智能家居离不开智能照明,而没有智能驱动,很难称得上智能照明。

    调光可以分为内置调光和外置调光

    所谓的内置调光是IC内部已经集成分段调光功能在不增加任何电源成本,不降电源性能指标的同时实现快捷的开关调光。通过开关可实现100%-50%-10%三级开关调光,同时也可实现调色温的功能。

    所谓的外置调光,大家可以看看这张构架图:外置的各种传感器如雷达/红外/声控模块或者WIFI/蓝牙/zigbee模块传输指令给MCU主控芯片(有可能包含在无线通信模块中),MCU通过SDQ单线协议对线性恒流驱动芯片发送指令,从而实现对灯具亮度的动态变化。以最低的系统成本和最大的灵活性,实现各种复杂的智能调光。

    DoBIC方案市占有率还不高原因

    首先从时间及发展历程来看,DoBIC方案这几年才得到飞速发展,相对于已经发展了几十年的传统驱动来说是个新的方向和革新,要取代传统开关电源需要一个产业验证的过程。

    其二更为重要的是线性IC驱动目前存在的核心问题还没得到解决,在性能上和开关电源比还有一定的距离。这些都是阻碍线性驱动发展而不被广泛认可的原因。

    如果存在的问题无法得以解决那么线性IC驱动将永远只是个趋势。它将无法取代传统电源驱动,也就不可能成为所谓的未来主流。


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