FFC排线的行业应用

FFC排线 如何在建筑照明中实现最佳 LED 性能设计

像白炽灯、卤素灯和荧光灯这样的传统建筑照明 (AL) 光源，现在正迅速被基于发光二极管 (LED) 的照明技术和新设计所取代。原因很明显：除法规要求外，LED 照明可保证能效更高、运营成本更低、热负荷更小，可实现更低维护成本的更长安装寿命，而且是更智能化建筑功能管理的途径。软排线在FFC在灯具行业中的应用

但是用 LED 来替换那些历史悠久的灯具中灯泡并不是一件容易的事，因为做到相同的形状和适合性接口并非易事。同时需要新的驱动电路，以提供可控的电流（而不是电压），且通常具有调光功能。此外，白炽灯是阻性负载，可以直接连接交流电源线运行，LED 则不同。LED 照明没有统一的整功率因数——即电流和电压同相——而且其开关稳压器驱动电路可能成为电磁干扰源 (EMI) 。相反，驱动电路必须提供并控制所需的驱动电流，其控制方式应根据 LED 负载的特性进行优化。驱动器可能还必须执行功率因数校正 (PFC)、调光功能和 EMI 抑制。

本文将探讨建筑照明的各个方面以及用于实现基于 LED 的建筑照明 IC。然后以 Diodes Incorporated 的 IC 为例，介绍这些器件在实际电路中使用情况。

AL 的目标和 LED 挑战

AL是指嵌入诸如零售店、办公室或仓库之类的商业、非住宅结构内部和外部的照明系统的设计使用。建筑照明设计的目标是追求艺术和照明科学之间的平衡，以营造氛围、诱人的观感，并提升空间或场所体验，同时还要满足技术和安全要求。建筑照明不包括由人们带来的或重新安排的临时性照明灯具，如他们最喜欢的台灯；相反，建筑照明“随建筑而生”，尽管通常允许一定的灵活性，甚至随着短期和长期需求的发展还会重新布局。

近年来，AL 发展成为一个范围更大的技术驱动型领域；同时，节能要求以及与照明管理的相关功能、特点在很大程度上造成了 AL 又面临着诸多挑战。随着基于 LED 的照明已成为升级 AL 的主导因素，能够有效驱动 AL 灯具（装置）中 LED 的技术、电路和元器件变得愈发重要。

向基于 LED 的 AL 过渡的大部分推动力来自多种监管授权和标准，这些标准规定了效率的不同方面，包括可调光性、PFC 和 EMI 生成以及其他因素。这些极其复杂、冗长的要求的具体规定在全球各个国家、地区，甚至在美国各州之间都有所不同。

在美国，重要的监管要求包括联邦能源之星标准和更严格的加州建筑标准法规 Title 24。在其许多其他考虑因素中，Title 24 的要求如下：

·       用于自动开启/关闭照明负载的占位传感器

·       具有调光功能的 LED 驱动器

·       更高的效率，按照每瓦特输入功率的有用流明数来衡量

·       智能互联照明 (SCL) 支持通过蓝牙、Zigbee 或 DALI/IEC 62386 无线控制单个和分组灯具，系统待机功耗低于 200 mW。

·       LED 输出电流纹波低于 30%，以避免令人感到不适、分散注意力的闪烁

·       在规定的更高功率下，PFC 为 0.9 或更高

·       总谐波失真 (THD) 低于 20%，以尽量减少非阻性负载造成的功率浪费

关于调光率和闪烁的说明：尽管人眼通常对 100 Hz 以上的闪烁不敏感，但有一种有时被称为“闪烁”的相关现象，它在通过脉冲宽度调制 (PWM) 技术对 LED 进行调光时发生，无论是进行亮度还是颜色控制。在 PWM 模式下，LED 在短时间内高速关闭（数百微秒）。这种调光率可以与基本的 LED 读数、显示屏幕、安防摄像头和其他光学成像设备的扫描和刷新率相互作用。因此，LED 的刷新率应该远远高于眼睛本身的敏感率，来自 Diodes Incorporated 的元器件就符合这种要求。

从芯片到芯片组

满足诸多能源相关型要求是一大设计挑战，必须在各种相互冲突的方法中游刃有余，因为每个目标的“最佳”解决方案之间不可避免地存在相互作用和折中。单独的集成电路经过优化后用于解决问题的特定方面，但完整的解决方案需要确保这些集成电路和和谐工作、相互加强，而不是相互抵消。

所以，我们去了解某个供应商的 IC 和及其组装的任何相关芯片组（经过验证的电路）往往是有意义的。这为设计者提供了一个经过测试的拓扑结构，是一个良好的开端。对于基于 LED 的 AL，Diodes Incorporated 提供的建议芯片组分为两组，一组支持较低的功率情况（低于 30 W），另一组用于较高功率的装置（高于 30 W），前者通常用于室内，后者用于室外。

图 1 框图显示了三个基本 IC 如何构成 <30 W 应用及如何相互作用，以实现所需的核心功能。这三个基本 IC 分别为可调光 LED 控制器、纹波抑制器和调光信号接口控制器。