如何利用光引擎技术来提高LED灯的可靠性

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。