基于MCU和基于ASIC的LED可控硅調光方案對比與解析

關鍵詞：LED照明，可控硅調光 MCU
產品欄目：LED CPU/MCU, 光器件
作為一種新的、最有潛力的光源，LED照明以其節能、環保的優勢越來越受到人們重視。加上國家和地方政府的政策鼓勵，我國的LED照明產業進入了加速發展階段，運用市場迅速增長。在室內照明方面，用LED燈替代傳統的可調光白熾燈或者鹵素燈也將是大勢所趨。由于傳統的白熾燈調光器采用可控硅調光器，用LED燈替代白熾燈時，要求不能改變原有線路，還要能適應現有的可控硅調光器。針對這一目標市場，目前很多大的半導體廠商（包括國際知名半導體廠商）都已經推出了自己的LED調光ASIC，但由于LED固有的發光原理，目前市面上的LED ASIC調光案都還不是很成熟，都有其固有的問題，本文就將針對目前的調光方案做一個詳細的分析，并介紹我們基于MCU的調光方案。
1 LED的發光特性
目前的新技術使LED能夠達到很高的功率水平，LED的功率能夠達到1W，甚至有些達到5W，光效達到60-85LM/W，這種LED設備稱為高亮LED(HB-LED)。目前我們用在照明上LED都是HB-LED，一般都是選擇1W的LED通過串并聯的方式組成大功率LED燈，尤其以串聯為主。這種LED的 為3.4V±2%，正向電流 為350mA左右。其 - 曲線如圖1.1所示。

圖1.1 LED ― 曲線
從圖1中可以看出，當加在LED兩端的電壓沒有達到3.4V之前， 隨著 的增加而增加。當加在LED兩端的電壓達到3.4V時， 的變化很小，增加LED兩端的電壓只會增加流過LED的電流，從而改變LED的亮度，直到增加到LED的最大 (350MA)，LED達到最大亮度。而 一直被箝位在 (3.4V)左右。并且 會隨著溫度和LED工作時間的變化而變化，變化曲線如圖1.2所示。

圖1.2 相對變化對溫度的變化曲線
從圖1.2可以看出，隨著溫度的上升， 會逐漸變小，相反，當溫度降低時， 會增加。當LED的溫度上升到85度時, 已經有變成3.25V（3.4V-0.15V）,相反當LED溫度降到-40度時， 變成3.6V（3.4V+0.2V）。
所以在LED調光時，要想讓LED調到一個固定的亮度，就必須要保證一個固定的 ，也就說要采用恒流控制。 還有另一種方式：恒功率控制。這也是目前市面上調光ASIC普遍采用的方式。但恒功率控制有其固有的缺陷。
2 恒功率控制LED調光方式
2.1 理論依據
恒功率控制方式一般采用單級FLYBACK拓撲結構，基本框圖如圖2.1所示。

圖2.1 恒功率控制方式框圖