BCD高效率高功率因素LED照明驱动解决方案
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LED照明光源，其实是相当新奇的产品，全球的LED光源制造商都在尝试，如何能达到低成本、高效能，光性、电性达到取代白炽灯传统灯具的应用效益，尤其在成本方面的考量，对比目前主流白炽灯、CFL省电灯泡的电性、光性表现，LED照明产品应该重新检视产品设计重点，进一步提升成本与性能优势...
因应全球的环保、节能议题，LED照明光源产品，近年成为热门的话题产品，市面上已有大量可取代传统照明光源的LED球泡灯、桶灯、直管灯等，以今年LED照明灯具市场观察，LED照明产品可以做到1.5亿支，而预估2015年，市场可以做到10亿支以上。
但在产品的应用方面，目前的使用考量仍为以LED新式照明光源来替代白炽灯、CFL省电灯泡，但较让生产方纠结的是，LED光源所使用的芯片寿命表现，因为LED可以很轻易地做到50,000小时寿命，而若为了维持50,000小时的产品寿命表现，周边零配件可能会因此而垫高料件成本，影响产品的市场竞争力。
LED照明产品 应设定合宜的性能指标
其实反观CFL省电灯泡寿命要求，一般市场产品标示多为6,000小时寿命表现，但实际上欧盟所要求的6,000小时使用寿命并不是生产产品99%都能达标，而是仅需要50%产品可以达到6,000小时要求即可，而民众购买CFL灯具就像摸奖一样，运气好的人可买到寿命可达6,000小时的灯具，运气不好的民众买到的产品可能寿命连600小时都没有！
再来，检视LED照明灯具的寿命，其实可以很容易做到10,000小时，而且与CFL不同的是产品的达标率可达极高的99%！对LED若希望以相同的成本价位来代替CFL省电灯泡，其实灯具设计并不需要追求极高的50,000小时寿命标准，而50,000小时已经达20年，但20年很多东西都能换，更不要说是LED灯泡，产品设计需朝向更务实的成本优先考量，来选择合宜的设计方案。
至于安全规定方面，在灯具设计上，「安全」要求是必要的，以白炽灯来说，其实LED的安全性绝对是相对较高的设计方案，早期LED照明灯具都要求需要以隔离方案进行设计，但现在的产品需求有80%都开始要求需要非隔离设计方案，而且，现在在机构部分已逐步解决非隔离方案的安全性问题，让产品制造成本压低，腾出更多空间来思考以电的角度，如何来降低整体的产品成本，光是采行非隔离设计方案，就能让成本降低15%。
再来检视电性的相关指标，基本上效率是越高越好，而根据负载不同若使用非隔离方案，功率因素可以在90%起跳，此外，采用非隔离设计方案不仅机构成本将降低15%，在效率也相对提高了10%！这表示成本又可再降低10%，而LED照明光源产品市场的趋势，亦往非隔离设计方案趋势移动。
LED驱动电流精度设计
检视「电流精度」问题，电流精度表现与负载关系大，从温度、输入电压、负载、系统稳定性有关所有指标加在一起的最后表现，一般要求输出仅能有2%、3%差异，但此电流精度要求的设计趋势是会逐步朝放宽方向调整，因为对比传统白炽灯的电流精度表现仅20~30%、CFL省电灯泡的电流精度表现也不怎麽样。
而因应LED照明光源的持续成本压缩压力，多数业者深受功率因素、纹波、谐波问题困扰，其中以纹波较为明显，尤其是纹波对于生物性的影响，近期已有相关研究针对50Hz纹波对生物性的影响，提出可能造成人或生物的健康疑虑，虽然研究结果是否与纹波有绝对关系尚未有定论，但至少纹波问题是相关电路设计需要改善的重点。
不只是LED灯具有纹波影响，实际上白炽灯泡、CFL都会有闪烁的纹波问题，多数国家会希望把纹波指标订在10%以下，这对生物性的安全疑虑是相对安全的区间，但恰恰纹波问题与功率因素是直接矛盾，一般若以纹波指标在10%，即很难将驱动电路做到0.9功率因素表现，而若要求功率因素需达到0.9，那纹波约在30%左右，较合理的设计方案与电性表现，会将纹波设在10~30%之间，置于纹波与功率因素的表现如何配比，就看厂商较看重视哪项指标再做设计取舍。
实际LED照明产品设计趋势，再经过与标准制定单位的互动协调后，较现实的状况考量会将纹波设在30%表现上下，再根据不同的功率段设定对应的功率因素表现，例如，10W以上为0.9，7W以上为0.7等，这会让产品设计更务实。
LED的调光设计方案
而在调光方案方面，LED照明产品是数码型态的产品，基本上LED是运用模拟方案进行亮度调节，传统类比电路调光并不适合LED新式光源，只是为了兼容于白炽灯的应用系统，往后LED光源产品可能会发展出数码调光，例如，调整输出色温、RF无线传输控制点灭，或是其他智能调光设计方案。
针对调光设计方案的全球应用需求，约占LED光源应用产品的15%，相关方案对调光器要求以兼容性为主，目前全球约有500多种调光器，欧洲230V因应高电压的调光器约有400多种、因应低电压设计的调光器约有50~100种。至于调光的范围与线性表现，人眼的实际感受是对暗的明暗表现较敏感，在调暗时需要光亮度下降的速度较慢、亮时需自功率功率调整较快，达到较佳的视觉线性表现，其他指标如功率因素、纹波、谐波等电性指标，都与非调光产品要求一致。
观察现有电源方案，大多在纹波的表现很差，约在60~80%，而在BCD角度所提供的方案相当简单，针对可替换方案，我们提供1680、1682、1681、1662等解决方案。1680为低功率7W以下产品适用的产品，1682为针对高功率需求设计的方案，1681为与调光器结合，可搭配1682整合产生较好的调光特性，置于1682方案所然相关解决方案很多，但BCD的产品为真正Active PFC+PSR(圆边反馈控制器)，因为提高功率因素的设计方法有很多，而BCD方案是相对具高功率因素、低谐波的应用方案。
BCD采行特有的专利方法，为利用传感电压去创造一个完美的正弦波，此种方式可以很方便的在输入电压范围内产生很高的功率因素，若采行一般设计方案，可能在因应全电压范围而要达到高功率因素就需面临相当大的设计挑战。
在BCD方案中，改善功率因素的设计项目几乎可以完全不用愁，使用BCD方案可以轻松达到95%水准。一般改善纹波需要搭配电解电容进行抑制，BCD的产品为以纹波30%为标准来进行设计，相关方案移做管灯，可对应18W、28W、7W等多变终端产品形式，轻松完成驱动电路设计。
至于调光器的设计问题在于，一般类比调光器的功率都很大，有40W、60W、100W不等，但换在LED光源灯具设计时，同样亮度所需的功率仅1/4至1/5，所以电源的负载非常的低，尤其在调光器处于暗部输出时，仅零点几瓦的输出，，这时控制芯片会认为负载几乎为0，这时控制芯片会以为已经把电关掉，进而造成灯具闪烁问题。
为了达到设计兼容，一般是搭配泄流电路，提供一个最小的维持电流，让调光器知道，电路还是有负载的。但调光器种类太多、所需的维持电流大小不一，这造成很多方案设计在整合时的开发困扰。另调光器的线性度也是一大问题，因为人类的肉眼感觉在判断调光线性表现时，会对于暗部反应特别敏感。
BCD应用方案 具可量产、因应安规设计需求
BCD方案与多数厂商有极大的不同，BCD为采Active PFC的方式搭配驱动电路设计，因应的升压、升流需求，利用Active PFC进行升压动作、再利用PSR圆边反馈控制器进行处理，将电路设计问题简化，变成两级的前？后关系，而调光模式可以视设计需求，采PWM或其他Smart控制方案，采行BCD方案可在纹波表现达10%~20%、同时维持功率因素达0.9。
因为此方案元件稍多、成本高，适合用来整合15W大功率应用方案，如吸顶灯、Down light等面光源形式灯具产品，因为面光源采多LED实现，用户会更容易感受到纹波与闪烁问题。尤其在LED灯具的高端应用、高特性要求场合，均可以考虑BCD方案。
美国在LED设计方案中，调光器使用量相当大，可能是因为美国居家环境通常空间较大，需要较大型的面光源所致，但好消息是，美国的调光器相关方案较少，大约仅有50几种，调光器可做单级方案，好处是便宜、但缺点会在兼容性较差、功率因素稍低。一般调光器设计的方案纹波表现约为70%~80%，大部分都在表现上相对较差。对比BCD应用方案，则可将纹波压低到20%，品质会好非常多。
至于BCD的参考设计相当丰富，现有设计方案均为根据客户需求进行设计，方案相当完整、几乎覆盖了所有的产品尺寸需求，如E27、T8...等均相当齐全，产品方案包含隔离、非隔离设计都有，全电压输入、单电压书入，功率因素7W以下0.5、7W以上0.95表现优异，目前BCD提供的应用解决方案都是具备量产水准的产品，不仅安规要求可以轻易满足，相关解决方案也不乏有大型的指标客户采纳。
据BCD观察，去年全球最赚钱的照明公司仍是生产白炽灯的相关业者，至于CFL省电灯泡则是不赚不赔，反而全新型态的LED照明灯具却是赔钱的状态，在投入LED市场，若仍是纠结于高端指标打转，反而会让产品的成本过高难以达到取代传统灯具的效益，消费者不见得会买单，相关应用方案应更强调成本优势，BCD是有晶圆厂的解决方案业者，可以提供具成本优势、具竞争力的应用方案。
