LED驅(qū)動(dòng)器與功率芯片發(fā)展趨勢(shì)

　　中大尺寸LCD面板LED背光源

　　賽迪的張曉康稱(chēng)，隨著大尺寸LCD面板LED背光源市場(chǎng)的逐漸啟動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)IC將成為熱點(diǎn)，這對(duì)于驅(qū)動(dòng)IC的通道數(shù)量、輸出電壓、輸出電流的穩(wěn)定性、驅(qū)動(dòng)IC的可靠性、電路保護(hù)功能、成本與價(jià)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(chēng)，總體來(lái)說(shuō)，LED背光所需的驅(qū)動(dòng)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(dòng)電流通常為50~100mA，而進(jìn)入2011年，其驅(qū)動(dòng)電流幾乎翻了一倍，在3D電視中驅(qū)動(dòng)電流甚至高達(dá)300mA。

　　影響LED芯片的驅(qū)動(dòng)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(hù)為照明所付的費(fèi)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(dòng)器架構(gòu)，如LED電源的智能調(diào)節(jié)。

　　研發(fā)動(dòng)向方面，在非常薄的LED電視和超薄手機(jī)中，LED的光輸出越來(lái)越多，而封裝則變得越來(lái)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(dòng)向。對(duì)于奧地利微電子等LED驅(qū)動(dòng)器制造商來(lái)說(shuō)，需要更緊密地與LED制造商進(jìn)行合作，從而開(kāi)發(fā)出切合最新LED技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的驅(qū)動(dòng)器解決方案。

　　普誠(chéng)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(huà)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(dòng)器的每一輸出通道電流需要具備能夠被獨(dú)立控制的功能。由于直下式相對(duì)需要使用更多的LED，因此克服散熱問(wèn)題以集成更多通道為未來(lái)直下式驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展趨勢(shì)。而側(cè)照式背光技術(shù)使用的LED個(gè)數(shù)相對(duì)較少，因此其驅(qū)動(dòng)器需要輸出較大的驅(qū)動(dòng)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(duì)單純，因此相對(duì)直下式來(lái)說(shuō)，較容易將直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換器集成在一起。對(duì)于側(cè)照式驅(qū)動(dòng)器來(lái)說(shuō)，如何提高輸出電流與提供耐壓以增加LED驅(qū)動(dòng)個(gè)數(shù)，將成為脫穎而出的具體關(guān)鍵。

　　車(chē)燈

　　凌力爾特電源產(chǎn)品部產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)Tony Armstrong介紹了車(chē)燈應(yīng)用狀況：奧迪公司是第一家在多種車(chē)型中使用 LED 前燈的汽車(chē)制造商，早在 2008 年就已開(kāi)始使用了。奧迪的汽車(chē)照明系統(tǒng)包含兩個(gè)起主要作用的近光前燈，該系統(tǒng)由兩個(gè) LED 陣列組成，每個(gè) LED 陣列都含有 4 個(gè)有源組件。另外 3 個(gè) LED 陣列 (每個(gè)含有2個(gè) 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(xiàn)和前燈照明范圍。就遠(yuǎn)光前燈而言，4個(gè)LED 陣列位于與近光陣列相鄰的地方?？拷彰飨到y(tǒng)的下邊緣，一排 24 個(gè) LED 組成白天行車(chē)燈 (DRL)。不過(guò)，正是這些白天行車(chē)燈使奧迪汽車(chē)外觀新穎，其外觀非常受購(gòu)車(chē)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(shí)捷等，也都提供類(lèi)似的白天行車(chē)燈了。

　　而 LED 前燈系統(tǒng)在采用上卻落后了，這主要?dú)w因于成本。不過(guò)，2011 年出現(xiàn)的一些早期跡象似乎表明這種狀況將開(kāi)始發(fā)生變化，因?yàn)槭聦?shí)上，LED 允許設(shè)計(jì)時(shí)更加靈活地進(jìn)行選擇，同時(shí) 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(chē)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L(zhǎng)ED已被廣泛地應(yīng)用于汽車(chē)后燈，并且現(xiàn)在正被用于汽車(chē)的白晝行駛燈、位置指示燈、遠(yuǎn)光燈和車(chē)頭的短焦距燈。在該領(lǐng)域，人們面臨的主要問(wèn)題是要有可靠性非常高的LED驅(qū)動(dòng)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(dòng)器必須能夠防止出現(xiàn)短路或其它故障。Maxim已經(jīng)開(kāi)始重視這個(gè)市場(chǎng)，其所采用的驅(qū)動(dòng)器IC能夠在上述的嚴(yán)峻環(huán)境下工作，同時(shí)，IC上集成了多種起保護(hù)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(chē)級(jí)應(yīng)用，需要對(duì)LED及芯片進(jìn)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(shù)脂和耐硫化封裝。

　　便攜式應(yīng)用

　　凌力爾特介紹了移動(dòng)電話(huà)上相機(jī)閃光功能。今天很多移動(dòng)電話(huà)有內(nèi)置數(shù)碼相機(jī)功能。相機(jī)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(xiàn)條件下使用相機(jī)。在配備相機(jī)的蜂窩電話(huà)中，白光 LED 已經(jīng)成為主要的光源，因?yàn)榘坠?LED 擁有新式蜂窩電話(huà)設(shè)計(jì)師所希望的各種特點(diǎn)：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(kāi)發(fā)出專(zhuān)門(mén)用作集成式相機(jī)光源的大輸出功率 LED。

　　奧地利微電子Markus Luidolt稱(chēng)，總體來(lái)說(shuō)，LED照明所需的驅(qū)動(dòng)電流正在不斷增加，例如兩年前手機(jī)閃光燈應(yīng)用中LED驅(qū)動(dòng)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(kāi)始生產(chǎn)LED，致力于小型化方向研發(fā)。在市場(chǎng)上尤其受到好評(píng)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(chēng)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(shí)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(jī)鍵盤(pán)上采用了PICOLED-eco。

　　部分公司新產(chǎn)品及研發(fā)動(dòng)向

　　飛兆 最新成果是采用了高壓工藝的線(xiàn)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(dòng)解決方案等。

　　普誠(chéng)科技 從事LED驅(qū)動(dòng)芯片開(kāi)發(fā)多年，近期已打入日本LED市場(chǎng)。另還針對(duì)未來(lái)高功率因素的需求，開(kāi)發(fā)了PFC集成系列驅(qū)動(dòng)IC。

　　羅姆 正在開(kāi)發(fā)采用可控硅調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)IC，特點(diǎn)是可進(jìn)行可控硅/PWM/線(xiàn)性調(diào)光，適用于各種調(diào)光應(yīng)用(調(diào)光比0.2%~100%)。同時(shí)也在開(kāi)發(fā)由多種LED元件、驅(qū)動(dòng)器IC以及照度傳感器組合而成的獨(dú)特系統(tǒng)。

　　TI 線(xiàn)性的AC/DC LED照明解決方案上，只提供一個(gè)電源變換的芯片。還有一系列開(kāi)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(dòng)器產(chǎn)品線(xiàn)專(zhuān)為實(shí)現(xiàn)高效率而優(yōu)化，可延長(zhǎng)移動(dòng)設(shè)備的電池使用壽命，令LED電視變得更加纖薄。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]柴國(guó)生.LED產(chǎn)業(yè)語(yǔ)錄.高工LED,2011(1):100

　　[2]2011年LED照明市場(chǎng)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