极具市场潜力的全球办公室LED照明灯具调光解决方案

过去几年来，高亮度LED(HB-LED)在每封装流明输出和光效(单位为lm/w)方面的性能快速提升，同时随着LED发光体成本的下降，LED照明市场获得了快速持续的发展，正逐步发展成为众多高性能应用中传统白炽灯、卤素灯和荧光灯的切实可行的替代光源。应用范围的持续扩大也导致了对产品要求的不断提高，在LED终端产品中关于LED亮度的调节功能成为了LED照明设计师棘手问题。

目前传统灯具主要存在的调光器：包括可控硅调光器(前切式)，电子式调光器(后切式)，与遥控调光器(红外线或RF式)，以及一些商用照明调光系统。

使用电子式调光器必须施工更改灯具接线(一般墙壁开关只有接往一条交流电线，无法提供电源给电子线路)，装置成本较高。遥控调光器可以添加许多先进功能，比如调色调光等。但有遥控器昂贵，容易遗失，公共场合不便使用。更为糟糕的是，电子式调光器和遥控器，都需要灯具需要搭配相同厂牌的调光器，所以没有统一规格。也就是因为各厂牌互相无法兼容，所以现有市场很小，未来也不太可能普及。

可控硅调光因为不用改变接线，装置成本较低，各厂牌硅控调光器的性能和规格差别不大，欧美家庭普遍安装了硅控调光器。因此，在LED取代白炽灯的过程中，必须解决与可控硅调光器的搭配调光问题。目前通过可控硅调光器实现LED调光功能也成为了目前市场的一个热点。

但与此同时，可控硅调光器也有三大不足之处：第一，功率因数会变差，导通角愈短，功因就愈差。调到1/4亮时，功率因素将低于0.25。第二，效率会变差，因为在调暗时，负载不足，会造成硅控管提早关闭，造成LED 灯无法稳定工作，出现闪烁不定的问题。欲解决闪烁问题，通常要加装泄流电阻，通过在泄流电阻上消耗功率以维持硅控管的正常操作。这样，就出现了能源的浪费，也就违背了原先调光节能的本意。在轻载时，使用可控硅调光器系统效率只有约10%。第三，还存在着匹配问题，要开发一种与市面上数十种品牌的可控硅调光器，要保证相容的可调光LED灯具，是相当困难的。

综上所述，针对目前的市场状况，在现阶段，为了取代传统灯具，LED的调光技术发展将以高效、高兼容性的可控硅调光解决方案为主。但在LED成为主流照明光源后，将开发设计针对LED光源特性的更为高效便捷的调光技术。

兼容可控硅调光器的调光技术

如前所述，使用可控硅调光器来实现LED调光成为了目前市场的热点，众多国内外大厂商均推出了兼容可控硅调光的驱动IC。使用Buck或者flyback架构。有的IC 通过APFC技术满足高功率因素的要求。有的IC使用初级控制技术(PSR)来取消光偶和TLV431，以便于减少成本。有的IC通过APFC+PSR两级架构来实现平稳无闪烁的调光。但是，如何设计LED驱动电路，实现高功率因素、高效率、广泛的可控硅调光器兼容性、同时满足极小的空间限制，是必须需要解决的若干问题。目前还没有一个能够在体积、高效率、兼容性、成本等各方面均完满解决的方案。

Orion基于O2Micro驱动器的三段调光LED灯泡
正是基于此，O2Micro开发了独特的LED控制IC，来解决上述问题。该IC使用SOP-8的封装形式，使用PSR，取消了光偶和TLV431。同时在单级的架构中集成了APFC功能，在满载情况下满足PF大于0.9的情况下，尽可能的减小了体积，满足球泡、PAR灯对空间有严格要求的应用场合。同时内部采用独特的调光控制算法，不仅能保证全导通角下LED电流精度同时还能满足众多不同种类的调光器，同时克服了LED在小导通角时的闪烁问题。该IC还集成了LED灯的开路、短路保护功能，并采用独特的控制方式来实现更低的短路功耗。

分段式模拟调光技术

通过上文的分析，TRIAC调光器存在三大问题：第一，功耗大，特别是在轻载时，只有约10%的效率；第二，支持TRIAC调光的LED照明驱动方案很难做到兼容市面上所有的TRIAC调光器。第三，还有一点值得注意的是，最大的LED照明灯具应用市场(即全球办公室照明市场)目前普遍采用荧光灯，其基础设施中没有TRIAC调光器，这就需要在没有TRIAC调光器的场合实现调光功能。

我们可以推测，最可行的调光方式，就是不制定新标准，不改变现况，不需要改变接线，不增加任何调光器，就能达到调光功能的一种方案。在这样的条件之下，在最基本的墙开关（wall switch）上实现调光功能，成为了最为现实的考虑。

在这种前提下，O2Micro发明了使用墙开关实现三段LED灯泡/灯管调光技术，采用了正在专利申请之中的模拟调光技术，它无需TRIAC调光器，只需利用墙上的电源开关就可以实现三段调光(100%，50%，20%)，无需RF遥控电路，因此不仅调光成本可做得更低，而且还可以去掉遥控器。

在这种前提下，O2Micro发明了使用墙开关实现三段LED灯泡/灯管调光技术，采用了正在专利申请之中的模拟调光技术，它无需TRIAC调光器，只需利用墙上的电源开关就可以实现三段调光，无需RF遥控电路，无需多余调光设备，在实现调光功能的基础上最大可能的节省了客户成本。

O2Micro现推出了OZ8022A、OZ8022M和OZ9992三款产品。OZ8022A、OZ9992支持100%、60%和20%三段仿真调光功能。OZ8022M的调光等级则为100%、40%和2.5%，OZ8022M第三档2.5%的亮度模拟了家庭小夜灯的功能，使得使用OZ8022M内置驱动的光源不但能作为主照明灯具，同时也能作为小夜灯使用。

OZ8022A、O8022M是高度集成的解决方案，SOT-23-6的封装下，实现85-265V全电压范围的恒流技术，总零件数仅19颗。OZ9992 在SOP-8的封装下提供了分段式调光和高功率因素的功能，能够在100%、60%的亮度时PF大于0.9，20%的亮度时，PF大于0.8。三颗芯片均采用了准谐振技术提高驱动器效率，在满负载情况下，能够达到90%的效率。

无级模拟调光技术

不管是家庭用户还是办公室用户，三段调光LED灯泡或灯管都可有效地帮助用户节省能源开支。不过，在实际使用过程中，由于不同输出功率LED灯泡或灯管在60%和20%处发出的亮度是不同的，因此不少用户希望对三段调光的亮度比例作出调整，为了满足所有这些客户的不同要求，O2Micro这几年潜心开发无级调光技术，它同样无需采用TRIAC调光器，同样使用墙开关就可以实现任意亮度的调节。

通过墙开关的开通的时间长短来由用户自主选择灯光亮度，达到连续的无段数的调光功能。无极模拟调光技术使得兼容性问题, PFC 问题, 效率均不再成为制约LED性能的问题，同时极大的节省了成本和装置费用。这一无级模拟调光技术O2Micro现在已经开发成功，甚至已经做出样品。一旦时机成熟，即推向市场。[!--empirenews.page--]

综上所述，面对目前的LED照明市场，O2Micro重点推广兼容可控硅调光器的调光技术，使得LED光源能与现有市场接轨，快速的代替传统光源。在没有安装可控硅调光器的场合，提供三段式调光的技术，使得客户能够在不改变线路的基础上，实现调光的功能。同时，从长期来看，当LED成为主流照明光源时，无级调光LED驱动器将成为市场的主流，O2Micro将适时推出基于墙开关无级调光技术的芯片产品，满足市场需求。