LED驅(qū)動器與功率芯片發(fā)展趨勢

　　中大尺寸LCD面板LED背光源

　　賽迪的張曉康稱，隨著大尺寸LCD面板LED背光源市場的逐漸啟動，其驅(qū)動IC將成為熱點，這對于驅(qū)動IC的通道數(shù)量、輸出電壓、輸出電流的穩(wěn)定性、驅(qū)動IC的可靠性、電路保護功能、成本與價格的控制等各方面提出了更高的要求。

　　奧地利微電子Markus Luidolt稱，總體來說，LED背光所需的驅(qū)動電流正在不斷增加，例如，應(yīng)用于大型LCD背光的LED，去年其驅(qū)動電流通常為50~100mA，而進入2011年，其驅(qū)動電流幾乎翻了一倍，在3D電視中驅(qū)動電流甚至高達300mA。

　　影響LED芯片的驅(qū)動力中，LED的光輸出以及成本的下降是主導(dǎo)因素。每流明的成本，即用戶為照明所付的費用正在迅速降低。散熱也很重要，因此優(yōu)化PCB(印制電路板)布局非常關(guān)鍵。而更重要的則是避免熱耗散，與其在散熱方面做出額外的努力，不如采用更有效的驅(qū)動器架構(gòu)，如LED電源的智能調(diào)節(jié)。

　　研發(fā)動向方面，在非常薄的LED電視和超薄手機中，LED的光輸出越來越多，而封裝則變得越來越纖薄。采用更好的色域使照明變得更加自然也是業(yè)內(nèi)重要的發(fā)展動向。對于奧地利微電子等LED驅(qū)動器制造商來說，需要更緊密地與LED制造商進行合作，從而開發(fā)出切合最新LED技術(shù)發(fā)展趨勢的驅(qū)動器解決方案。

　　普誠科技蕭恩煦介紹道，用于液晶顯示電視的背光技術(shù)主要區(qū)分為直下式與側(cè)照式兩種。

　　直下式背光技術(shù)可以依照畫面不同部分的亮度變化，快速微調(diào)LED的亮度，因此其LED驅(qū)動器的每一輸出通道電流需要具備能夠被獨立控制的功能。由于直下式相對需要使用更多的LED，因此克服散熱問題以集成更多通道為未來直下式驅(qū)動器的發(fā)展趨勢。而側(cè)照式背光技術(shù)使用的LED個數(shù)相對較少，因此其驅(qū)動器需要輸出較大的驅(qū)動電流以提供相同的亮度。

　　側(cè)照式目前大多只提供調(diào)光功能，電流輸出信道的控制相對單純，因此相對直下式來說，較容易將直流對直流轉(zhuǎn)換器集成在一起。對于側(cè)照式驅(qū)動器來說，如何提高輸出電流與提供耐壓以增加LED驅(qū)動個數(shù)，將成為脫穎而出的具體關(guān)鍵。

　　車燈

　　凌力爾特電源產(chǎn)品部產(chǎn)品市場總監(jiān)Tony Armstrong介紹了車燈應(yīng)用狀況：奧迪公司是第一家在多種車型中使用 LED 前燈的汽車制造商，早在 2008 年就已開始使用了。奧迪的汽車照明系統(tǒng)包含兩個起主要作用的近光前燈，該系統(tǒng)由兩個 LED 陣列組成，每個 LED 陣列都含有 4 個有源組件。另外 3 個 LED 陣列 (每個含有2個 LED IC) 位于光學(xué)透鏡的后面，它們的任務(wù)是控制明/暗分界線和前燈照明范圍。就遠光前燈而言，4個LED 陣列位于與近光陣列相鄰的地方。靠近照明系統(tǒng)的下邊緣，一排 24 個 LED 組成白天行車燈 (DRL)。不過，正是這些白天行車燈使奧迪汽車外觀新穎，其外觀非常受購車族的歡迎。不久后，很多其他制造商都跟風(fēng)而上，奔馳、捷豹、雷克薩斯和保時捷等，也都提供類似的白天行車燈了。

　　而 LED 前燈系統(tǒng)在采用上卻落后了，這主要歸因于成本。不過，2011 年出現(xiàn)的一些早期跡象似乎表明這種狀況將開始發(fā)生變化，因為事實上，LED 允許設(shè)計時更加靈活地進行選擇，同時 LED 效率的提高使成本/性能得到了更有利的平衡。因此，現(xiàn)在我們看到，凱迪拉克、豐田和雷克薩斯的各種車型都將 LED 前燈作為可選配件提供。例如，凱迪拉克凱雷德、雷克薩斯LS600H和豐田普銳斯可以選配 LED 前燈。

　　Maxim認(rèn)為LED已被廣泛地應(yīng)用于汽車后燈，并且現(xiàn)在正被用于汽車的白晝行駛燈、位置指示燈、遠光燈和車頭的短焦距燈。在該領(lǐng)域，人們面臨的主要問題是要有可靠性非常高的LED驅(qū)動器——應(yīng)能夠在輸入電壓和溫度變化范圍較大的環(huán)境下工作;此外，驅(qū)動器必須能夠防止出現(xiàn)短路或其它故障。Maxim已經(jīng)開始重視這個市場，其所采用的驅(qū)動器IC能夠在上述的嚴(yán)峻環(huán)境下工作，同時，IC上集成了多種起保護作用的元器件，從而減少了元器件的數(shù)量，降低了解決方案的成本。

　　為了適合汽車級應(yīng)用，需要對LED及芯片進行改裝。例如，日本羅姆產(chǎn)品一般采用耐熱性高的陶瓷封裝，-40~130℃。而一般采用樹脂和耐硫化封裝。

　　便攜式應(yīng)用

　　凌力爾特介紹了移動電話上相機閃光功能。今天很多移動電話有內(nèi)置數(shù)碼相機功能。相機性能的提高也導(dǎo)致需要大功率白光光源，以在室內(nèi)或昏暗的環(huán)境光線條件下使用相機。在配備相機的蜂窩電話中，白光 LED 已經(jīng)成為主要的光源，因為白光 LED 擁有新式蜂窩電話設(shè)計師所希望的各種特點：小尺寸、大的光輸出、能提供“閃光燈”和連續(xù)“視頻”物體照明。目前已經(jīng)開發(fā)出專門用作集成式相機光源的大輸出功率 LED。

　　奧地利微電子Markus Luidolt稱，總體來說，LED照明所需的驅(qū)動電流正在不斷增加，例如兩年前手機閃光燈應(yīng)用中LED驅(qū)動電流范圍為300~800mA，而現(xiàn)在則變?yōu)?000mA、2000mA甚至更高。

　　羅姆1930年就開始生產(chǎn)LED，致力于小型化方向研發(fā)。在市場上尤其受到好評的是1006尺寸(1.0mm×0.6mm)，厚度僅為0.2mm的小型LED芯片產(chǎn)品——PICOLED系列，堪稱最薄產(chǎn)品，面向小型電子設(shè)備的顯示燈以及背光燈等用途的產(chǎn)品。該系列之一的PICOLED-eco，能夠在1mA的低電流范圍內(nèi)實現(xiàn)以往產(chǎn)品2倍的亮度(圖7)。據(jù)悉，已有多家廠商在手機鍵盤上采用了PICOLED-eco。

　　部分公司新產(chǎn)品及研發(fā)動向

　　飛兆 最新成果是采用了高壓工藝的線性電流平衡控制器。

　　安森美半導(dǎo)體 從系統(tǒng)角度出發(fā)，提供考慮電、熱和光等多種因素的高可靠性產(chǎn)品，包括豐富的AC-DC和DC-DC供電高能效LED驅(qū)動解決方案等。

　　普誠科技 從事LED驅(qū)動芯片開發(fā)多年，近期已打入日本LED市場。另還針對未來高功率因素的需求，開發(fā)了PFC集成系列驅(qū)動IC。

　　羅姆 正在開發(fā)采用可控硅調(diào)光的LED驅(qū)動IC，特點是可進行可控硅/PWM/線性調(diào)光，適用于各種調(diào)光應(yīng)用(調(diào)光比0.2%~100%)。同時也在開發(fā)由多種LED元件、驅(qū)動器IC以及照度傳感器組合而成的獨特系統(tǒng)。

　　TI 線性的AC/DC LED照明解決方案上，只提供一個電源變換的芯片。還有一系列開關(guān)型芯片，含降壓型、升降壓型和升壓型等，如TPS62110、TPS54160等。

　　奧地利微電子 LED驅(qū)動器產(chǎn)品線專為實現(xiàn)高效率而優(yōu)化，可延長移動設(shè)備的電池使用壽命，令LED電視變得更加纖薄。

　　參考文獻：

　　[1]柴國生.LED產(chǎn)業(yè)語錄.高工LED,2011(1):100

　　[2]2011年LED照明市場與技術(shù)概覽.電子元件技術(shù)網(wǎng).(2011-1-17).http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80009399