LED的前景光明分析

背景

在種類繁多的照明應用中，LED 的采用勢頭持續(xù)強勁。這種始終如一的強勁勢頭意味著，提供 LED 驅動器 IC 的模擬 IC 供應商會有良好的業(yè)務勢頭。在過去一年中，高亮度 (HB) LED 達到了一些關鍵的性能標準，這導致對 LED 驅動器 IC 需求的大幅增長，這類 IC 是在所有最終市場應用中為 LED 供電所必需的。

對 LED 驅動器 IC 的需求目前處于后萌芽階段，通過研究幾種將使該需求進入加速增長階段的促進因素，我們發(fā)現，LED 顯然將迅速成為主流照明源。一些主要的驅動因素是：汽車照明、大型平板高清 (HD) LCD電視機、手持式設備、LED 光輸出、LED 的成本因素、以及 LED 取代白熾燈這種潛在用途。

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 (每個含有兩個 LED IC) 位于光學透鏡的后面，它們的任務是控制明 / 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和令人興奮，奧迪汽車的外觀非常受購車一族的歡迎。不久以后，很多其他制造商都跟風而上，奔馳 (Mercedes)、捷豹 (Jaguar)、雷克薩斯 (Lexus) 和保時捷 (Porsche) 等等，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，這主要是成本原因。不過，2011 年出現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，現在我們看到，凱迪拉克 (Cadillac)、豐田 (Toyota) 和雷克薩斯 (Lexus) 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 (Cadillac Escalade)、雷克薩斯 LS600H (Lexus LS600H) 和豐田普銳斯 (Toyota Prius)，都可以選配 LED 前燈。

LED 驅動器 IC 用來驅動給高清平板電視機提供背光照明的 LED 時有很多優(yōu)勢。這些 IC 使 LED 驅動器電路解決方案能做到纖巧、緊湊和扁平。這些 IC 還以高開關頻率工作，以在基于充電泵的拓撲中減小輸出電容器的電容值、尺寸和成本。在基于電感器的 DC/DC 開關拓撲中，這種高開關頻率減小了電感器和輸出電容器的值、尺寸和成本。此外，在有些情況下，LED 驅動器 IC 可能包括內置的肖特基二極管和升壓二極管，因此減少了外部組件的數量。這反過來又減小了設計復雜性、解決方案尺寸和成本。

從運動圖像模糊到彩色再現，LCD 高清電視機 (HDTV) 有各種缺點。也就是說，就目前一代 LCD HDTV 而言，無法實現真正的黑色，而且所有顏色的動態(tài)范圍都較低。傳統(tǒng)的HDTV 是用 CCFL 管進行背光照明的，僅能提供 450 至 650 cd/m2 的對比度。這些HDTV 的主要問題是，CCFL 背光照明不能徹底關斷或局部地調光。

相反，如果采用高亮度 LED 背光照明，那么背光照明“群”中的 LED 陣列 (就 46 英寸顯示器而言，多達 1,600 個 LED) 可以局部調光或關斷，從而實現比 CCFL 設計幾乎高一個數位級的對比度 (>4,000cd/m2)。此外，通過調整背光照明 LED 群的亮度，可以再現更多中間色調的顏色，從而使畫面更加生動。另一個好處是，能徹底地局部關斷 LED， 從而減輕了運動圖像模糊問題。通過在幀之間徹底關斷 LED，幾乎消除了與快速運動物體有關的圖像模糊問題。此外，在解決 CCFL 背光照明 LCD 電視機平常遇到快速運動圖像模糊問題時，LED 非常高的響應速度就至關重要。

今天很多移動電話有內置數碼相機功能，能拍攝高分辨率靜止圖像和視頻。相機性能的提高也導致需要大功率白光光源，以在室內或在昏暗的環(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 已經成為主要的光源，因為白光 LED 擁有新式蜂窩電話設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。目前已經開發(fā)出專門用作集成式相機光源的大輸出功率 LED。

類似地，幾乎任何電池供電的消費類手持式設備都用彩色有源矩陣 LCD 來顯示用戶所需的不同類型信息和數據。然而，制造商面臨的挑戰(zhàn)是，確保用戶在任何類型的環(huán)境中都能從這些顯示屏上讀取信息。為了達到這個目的，制造商必須提供具恰當背光照明量的彩色 LCD。這種背光照明通常由白光 LED 提供，視顯示屏尺寸的不同而有所不同，白光 LED 采用了各種不同的組合形式。這反過來又導致了對緊湊、高效率和低噪聲 LED 驅動器 IC 的需求，因為需要這類驅動器 IC 為白光 LED 供電。

促進 LED 市場增長的重要因素

大功率或高亮度 LED 的光輸出已經超過每 Watt 100 流明這個關鍵的里程碑，甚至有些制造商自稱，在實驗室中已經達到了每 Watt 200 流明。這意味著，就能效而言，LED 現在已經超過了 CFL (每 Watt 80 流明)。然而，進一步的預測顯示，到 2012 年，LED 將達到每 Watt 150 流明的光輸出。另一個優(yōu)勢是 LED 的長壽命。視計算方法的不同而不同，白光 LED 燈的壽命至少為 1 萬小時，有些甚至聲稱達到了 5 萬小時。此外，LED 是“綠色”產品，因為它們不含任何有害材料。