LED 光引擎比白炽灯或紧凑型荧光灯(CFL)具有更长的使用寿命,基于理论发射器寿命长达 50,000 小时。实际上,系统中通常被认为是必要的其他部分,例如低压恒流驱动器电路和相关的无源器件,往往会降低实际工作寿命。 DC LED 灯的典型工作寿命约为 15,000 小时。

  

可以在没有驱动器的情况下从高压线路运行的 AC LED 可以消除创建传统低压通常所需的几个组件直流驱动器。消除这些组件以及它们之间的互连,使交流供电的光引擎能够提供卓越的可靠性和更接近理论 LED 发射器寿命的寿命。

  

可以构建交流供电的 LED 照明使用背对背 LED 灯串,对于所应用的 AC 波形的每个交替周期,该 LED 灯串都会打开。这种类型的操作可能导致灯闪烁,特别是如果 LED 没有紧密间隔。另一种方法是使用桥式整流器和在线路电压下工作的单个 IC 来控制传输到 LED 阵列的电流,这样可以在不显着降低可靠性的情况下提高性能。

  

首尔最新的交流供电 LED 模块半导体将一系列高压多结技术(MJT)LED 发光器与该公司的第二代 Acrich2 控制 IC 相结合。这种组合可提高可靠性,简化电路并减小解决方案尺寸。在设计轻型发动机以满足既定形状因素时,减小电子组件的尺寸具有显着优势,例如 40 瓦或 60 瓦白炽灯泡的 MR 型替代品。

  

第二代 Acrich2 IC 还可以通过使用相同的器件类型来控制模块的各种额定功率(从 1 W 到 16 W,工作在线电压高达 220 V),从而简化模块设计策略。只需要少量的外部元件,例如选择电阻来设置最大 LED 电流,并将典型的模拟调光电压(例如 0-4 V 或 0-10 V)转换为线性调光电压,最大值为 1.5 V.

  

结发射极技术

多结技术(MJT)使发射极能够以 13 V 至 69 V 的各种正向电压(VF)制造。更高的电压允许模块构建相对较少数量的组件,从而实现小的形状因子但能够在 120 V 或 220 VAC 的交流线路电压下工作。同时,发射器可提供高达 130 lm/W 的高发光效率,并可灵活构建具有混合 BIN 的 PCB。

  

MJT 发射器有多种尺寸可供选择,例如 5.0 mm x 5.0 mm MJT5050 系列,或额定功率为 8 W 的模块。

  

模块是采用 DT3001B 控制 IC 的光引擎。这个第二代 Acrich2 器件需要一个外部桥式整流器,并控制输送到连接 LED 的电流,这些 LED 排列在最多四个存储体中,如图 1 所示。
  

图 1:DT3001B 管理向四组 LED 的电流传输。

 

根据模块的额定功率,LED 以各种串行和并行组合排列。 DT3001B 包含一个 4 级电流源,并产生一个跟随整流输入电压的阶跃输出电流波形。以这种方式管理电流可通过确保高达 0.97 的高功率因数来最大化功效,同时还确保失真(THD)低于 25%。这使得灯能够符合包括美国在内的全球主要市场的适用法规。图 2 显示 IC 产生的驱动电流波形与 AC 输入电流相匹配。表 1 描述了当输入电压从最小值变化到最大值时 DT3001B 如何打开 LED 组。

 

图 2:驱动电流波形区域 1 2 3 4 5 6 7 组 1 ON ON ON ON ON ON ON 组 2 OFF ON ON ON ON ON OFF 组 3 OFF OFF ON ON ON OFF OFF 第 4 组 OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF 表 1. 当施加的输入电压达到最大值(区域 4)时,所有 LED 组都会打开。

  

用于 220 V 标称交流线电压的 8 W 模块包括三个阶段 LED 包含两个并联的三个串联 LED 串,并且打开 e 阶段包含一串三个 LED,如图 3 所示。根据模块的功率选择电阻 RSET,并确定最大 LED 电流。还需要电涌保护。合适的电路包括在整流二极管电桥的输入端处的串联电阻器和并联金属氧化物变阻器(MOV)。
  

图 3:8 W 模块包含分为四个阶段排列的 21 个 MJT LED 发光器。

 

DT3001B IC 支持模拟调光通过向 ADIM 引脚(引脚 12)施加高达 1.5 V 的信号(最大光通量)。如果可用的调光信号是 1-10 V 信号,则通过向引脚 12 施加 1.5 V 来确保最大亮度所需的 RIN 和 RL 值可以根据以下公式计算:

  

依靠 AC LED 提升 LED 光引擎驱动的可靠性

在此公式中,VADIM 为 1.5 V,VIN 为 10 V. 如果 RIN 设置为 12kΩ,则 RL 所需的值为 2.1kΩ。应用这种调光方案可确保光通量在整个调光范围内紧密跟随 LED 电流,如图 4 所示。

 

图 4:1-10V 模拟调光范围内的调光。

 

图 5 显示了当调光信号从 0 V 调节到最大调光至 10 V 时,LED 电流和光通量输出如何变化最大光输出。

 

图 5:调光电压,LED 电流和光输出密切相关。

 

结论

AC LED 有望简化 LED 光引擎的驱动要求,从而提高可靠性。首尔半导体 Acrich 系列通过使用控制 IC 精心管理具有特殊属性(如高正向电压(VF))的多结(MJT)直流 LED 组,并可轻松使用典型的交流线路电压 110 来实现这一目标。美国为 -120 V,欧洲为 220-240 V.

  

最低外部元件要求,包括整流桥,浪涌抑制网络,包括标准电阻和 MOV,以及电流设置和调光电阻,减少组件数量和互连数量。通过这种方式,Acrich 模块简化了光引擎设计,提供了与半导体发射器相媲美的可靠性,并使设计人员能够在照明行业内建立的一些最紧凑的外形中为传统灯泡构建高性能替代品。