光耦怎樣降低LED 電路的功耗？

　　光耦似乎能在不同地電勢工作的電路之間實現(xiàn)簡單的直流隔離，但這只是表面現(xiàn)象。光耦會從被隔離電路上吸取電能，轉換相對緩慢，并且具有LED老化的不確定性。現(xiàn)在有一些不用光耦的替代品，如Analog Devices公司的ADUM12xx或德州儀器公司的ISO72x。本設計實例將描述一種光耦的簡單改進方法。

　　圖1是兩個常見的0 V交流同步設計。它試圖通過相應增加光耦的負載電阻值，以降低光耦的LED電流，從而減少隔離電路的功耗，但結果是較慢和更不確定的開關速度。為實現(xiàn)較快而干脆的開關，就必須犧牲電源效率；不過，這種犧牲獲得的優(yōu)點也是有限的，因為電源效率與交流電壓強度呈反向關系。

　　如光耦在幾乎所有AC周期中均連續(xù)發(fā)光超過標稱值，會導致低的電源效率，以及光耦相對快速的老化。一個更大的缺點是過大并且?guī)缀鯚o法控制的過零失真，因為電路的靈敏度閾值依賴于光耦的參數(shù)。圖1中的設計并未提供一種理想的方案。至于效率，根據(jù)光耦的電流傳輸比與AC波幅，它們吸入的電流為5mA~100mA。

　　圖2中的設計解決了過高功耗、不確定開關與LED老化的問題，因此非常適合于寬AC范圍的應用。與圖1中的電路相比，圖2的LE

　　D只在接近于零交越點時才發(fā)光，并從以前充電的電容中獲得能量，因此能將平均電流降低十分之一至百分之一。該設計亦提供更快、更確定和更陡的轉換。此外，也減緩了可預期的LED老化問題。圖1中的電阻R1與R2的熱耗不到1.5 W，因此將它們更換為0.1 W器件可以在相同電路板面積上放置更多元件（圖2）。

　　電路的主要元器件包括波幅探測器D1、電容C1和施密特觸發(fā)器Q1/Q2，用于控制通過光耦LED的電流。D2和D3用于穩(wěn)定Q2的基極電壓，同時也穩(wěn)定了啟動光耦的集電極電流。電容C1通過R1、R2和D1充電。

　　在幾乎所有交流周期內，除接近零交越點以外，Q1都是on，而Q2為off。因此，接近零交越點時，施密特觸發(fā)器Q1與Q2的狀態(tài)翻轉，Q2使電容C1恒流放電，因為由Q2、D2、D3、R5和R6構成的電路將電流穩(wěn)定在I = （2 × VD - VBE2） / R6，其中VD是在D2或D3上的壓降，而VBE2為Q2的基射電壓。

　　施密特觸發(fā)器有天生的遲滯效應，而有些應用不需要這種遲滯，圖3就是這樣一種設計。它亦表示了在不要求D1最小反向電流時的方法。但這個電路最適用于純同步和非可控硅控制。由于LED電流的穩(wěn)定性，這些設計擴展了交流輸入電壓范圍，可能對多種交流供電的小產品很有用；并且是一個設定LED電流，又沒有LED過載的風險；并且也減少了對光耦穩(wěn)定性的影響。這些設計的一個更大的優(yōu)點是，它們自身就具有更安全的特性。如遇端子短路情況，隔離與非隔離兩側之間的電流比圖1電路能小十分之一至百分之一。光耦亦有優(yōu)點。由于低占空比，可以自由減少光耦負載電阻R8的值，而不會損失電源效率。這種減小可獲得低的零交越錯誤。

　　未來LED封裝形式將往那些方面發(fā)展？

　　1、中功率成為主流封裝方式。目前市場上的產品多為大功率LED產品或是小功率LED產品，它們雖各有優(yōu)點，但也有著無法克服的缺陷。而結合兩者優(yōu)點的中功率LED產品應運而生，成為主流封裝方式。

　　2、新材料在封裝中的應用。由于耐高溫、抗紫外以及低吸水率等更高更好的環(huán)境耐受性，熱固型材料EMC、熱塑性PCT、改性PPA以及類陶瓷塑料等材料將會被廣泛應用。

　　3、芯片超電流密度應用。今后芯片超電流密度，將由350MA/mm2發(fā)展為700MA/mm2，甚至更高。而芯片需求電壓將會更低，更平滑的VI曲線（發(fā)熱量低），以及ESD與VF兼顧。

　　4、COB應用的普及。憑借低熱阻、光型好、免焊接以及成本低廉等優(yōu)勢，COM應用在今后將會得到廣泛普及。

　　5、更高光品質的需求。主要是針對室內照明，晶臺光電將會以LED室內照明產品RA達到80為標準，以RA達到90為目標，盡量使照明產品的光色接近普蘭克曲線，這樣的光才能夠均勻、無眩光。

　　6、國際國內標準進一步完善。相信隨著LED封裝技術的不斷精進，國內國際上對于LED產品的質量標準也會不斷完善。

　　7、集成封裝式光引擎成為封裝價值觀。集成封裝式光引擎將會成為晶臺下一季研發(fā)重點。

　　8、去電源方案（高壓LED）。今后室內照明將更關注品質，而在成本因素驅動下，去電源方案逐步會成為可接受的產品，而高壓LED充分迎合了去電源方案，但其需要解決的是芯片可靠性需要加強。

　　9、適用于情景照明的多色LED光源。情景照明將是LED照明的核心競爭力，而未來LED照明的第二次起飛則需要依靠情景照明來實現(xiàn)。

　　10、光效需求相對降低，性價比成為封裝廠制勝法寶。今后室內照明不會太關注光效，而會更注重光的品質。而隨著封裝技術提高，LED燈具成本降低成為替代傳統(tǒng)照明源的動力，在進入家庭照明的過程中，性價比將會越來越被客戶所看重。