全球LED驅(qū)動(dòng)IC新品創(chuàng)新技術(shù)分析[附圖表]

　　下圖為汽車(chē)照明驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

汽車(chē)內(nèi)部、中間高位剎車(chē)燈、尾燈

　　圖6汽車(chē)照明驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　下表為汽車(chē)照明驅(qū)動(dòng)常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表格

　　表4 汽車(chē)照明驅(qū)動(dòng)常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.6 調(diào)光技術(shù)-模擬、PWM和TRIAC調(diào)光

LED調(diào)光解決方案及規(guī)范一直在不斷變化，直到現(xiàn)在還未固定下來(lái)，所以現(xiàn)在市場(chǎng)上存在PWM、模擬及可控硅（TRAIC）三種調(diào)光方案。

PWM和模擬方法是其中較簡(jiǎn)單的，但需要構(gòu)建調(diào)光基礎(chǔ)架構(gòu)和新的調(diào)光控制器。模擬調(diào)光方案的缺點(diǎn)是，LED電流的調(diào)節(jié)范圍局限在某個(gè)最大值至該最大值的約10%之間（10:1調(diào)光范圍）。由于LED的色譜與電流有關(guān)，因此這種方法并不適合于某些應(yīng)用。PWM調(diào)光方案則是以某種快至足以掩蓋視覺(jué)閃爍的速率（通常高于100MHz）在零電流和最大LED電流之間進(jìn)行切換。該占空比改變了有效平均電流，從而可實(shí)現(xiàn)高達(dá)3000:1的調(diào)光范圍（僅受限于最小占空比）。由于LED電流要么處于最大值，要么被關(guān)斷，所以該方法還具有能夠避免在電流變化時(shí)發(fā)生LED色偏的優(yōu)點(diǎn)，而在采用模擬調(diào)光時(shí)這種LED色偏現(xiàn)象是很常見(jiàn)的。

關(guān)于TRIAC，說(shuō)法不一：

TRIAC調(diào)光是業(yè)內(nèi)非常熱的一個(gè)話題，最初，TRIAC調(diào)光器是為白熾燈而設(shè)計(jì)的，但大多數(shù)用戶(hù)希望相同的TRIAC調(diào)光器也能對(duì)替代的LED燈進(jìn)行調(diào)光。

　　觀點(diǎn)一：飛兆半導(dǎo)體公司高壓IC產(chǎn)品行銷(xiāo)經(jīng)理SangCheol Her表示看好TRIAC調(diào)光方案的市場(chǎng)前景，可控硅（TRIAC，2線調(diào)光）將成為非常流行的解決方案，因?yàn)檫@種技術(shù)可以完全使用傳統(tǒng)的系統(tǒng)而不需任何改變。而且，它還能夠擴(kuò)展為3線調(diào)光，以避免出現(xiàn)與低功率因數(shù)值相關(guān)的缺陷?！?/P>

　　觀點(diǎn)二：Cytech產(chǎn)品及設(shè)計(jì)部工程師徐瑞包認(rèn)為調(diào)制方式的選擇不應(yīng)該決定于LED的功率。而應(yīng)決定于終端產(chǎn)品的應(yīng)用要求。比如，顯示背光或者LED裝飾燈可能會(huì)選用PWM的調(diào)光方式，顏色一致性好，亮度級(jí)別高。但是對(duì)于一般的家用照明或者商業(yè)照明，模擬調(diào)光或者TRIAC也可以選擇，不過(guò)會(huì)產(chǎn)生色偏，并且調(diào)光的級(jí)別會(huì)很低?！盩ony Armstrong 也指出，最終用戶(hù)所采用的調(diào)光方法在很大程度上將由LED本身的最終用途來(lái)決定。例如，在LED用于給顯示器提供背面照明的汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng)中，環(huán)境照明的亮度變化范圍是非常寬的，既有陽(yáng)光充足時(shí)的無(wú)比明亮，也有無(wú)月之夜的漆黑一片，可謂千差萬(wàn)別。由于人眼對(duì)于環(huán)境照明條件的輕微變化極其敏感，因此需要 3000:1的寬調(diào)光范圍。這將要求LED驅(qū)動(dòng)器電路采用PWM調(diào)光方法。不過(guò)，他補(bǔ)充道：“在LED街燈中，由于這種燈常常要么處于接通狀態(tài)要么處于關(guān)斷狀態(tài)，因而只需要一個(gè)有限的調(diào)光范圍即可。在這種場(chǎng)合中，僅需采用一種簡(jiǎn)單的模擬調(diào)光法便能滿足要求。”

　　觀點(diǎn)三：安森美半導(dǎo)體中國(guó)區(qū)高級(jí)應(yīng)用經(jīng)理鄭宗前認(rèn)為市場(chǎng)上TRIAC調(diào)光器的應(yīng)用方案應(yīng)該只是過(guò)渡性的，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該會(huì)用PWM調(diào)光。主要的三點(diǎn)決定性因素為：1）用 PWM 調(diào)光從零到最光，都不會(huì)有閃爍的現(xiàn)象。2）性能會(huì)更好。因?yàn)檎{(diào)光輸出功率采用了功率因數(shù)校正電路，這是配合全球?qū)艄獠捎霉β室驍?shù)有強(qiáng)制性的要求，雖然一般從25 W開(kāi)始有這要求，但美國(guó)要求燈光從零瓦起已需強(qiáng)制性功率因數(shù)校正電路。如采用TRAIC調(diào)光將犧牲功率因數(shù)和增加了電路的復(fù)雜性。因此，采用PWM調(diào)光可以提供最好性能的選擇，也是未來(lái)的趨勢(shì)。3）成本會(huì)更好。用PWM調(diào)整占空比，不需要太多額外的控制電路成本?！?英飛凌科技有限公司電源管理業(yè)務(wù)部產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)Alexander Sommer也表示看好PWM調(diào)光方案前景，他說(shuō)：“與模擬調(diào)光方法相比，LED的PWM調(diào)光方法有以下優(yōu)點(diǎn)：1）效率更高;2）不管調(diào)光程度有多大，允許LED一直在優(yōu)化的和恒定的電流下工組;3）在整個(gè)調(diào)光范圍內(nèi)LED顏色色調(diào)保持一致（顏色色調(diào)像流明輸出一樣隨LED工作電流而變化）?！?/P>

為了在連續(xù)調(diào)光時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)閃爍，大多數(shù)客戶(hù)喜歡選擇PWM調(diào)光，因?yàn)樗商峁└蟮恼{(diào)光范圍和更好的線性度。取決于你正在使用的調(diào)光頻率，閃爍現(xiàn)象可以降到最小。模擬調(diào)光更容易實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗恍枰粋€(gè)DC電壓就可以無(wú)閃爍地對(duì)LED進(jìn)行調(diào)光。對(duì)于由多個(gè)LED構(gòu)成的大功率照明應(yīng)用，確保每個(gè)LED具有均勻的亮度且不產(chǎn)生任何閃爍也成為了主要的設(shè)計(jì)障礙，但PWM方法很容易解決調(diào)光時(shí)的閃爍問(wèn)題。

如前所述，小于25W的LED照明應(yīng)用主要是替換標(biāo)準(zhǔn)白熾燈和鹵素?zé)簟Ｔ谶@一功率范圍上，最可能的一個(gè)應(yīng)用就是替代由基于TRIAC（雙向可控硅）的逐步削減入墻式調(diào)光器控制的白熾燈或節(jié)能燈。目前市場(chǎng)上有前沿和后沿削減調(diào)光器，這為整體兼容性帶來(lái)了挑戰(zhàn)，因?yàn)閺腅MI的角度來(lái)看TRIAC調(diào)光是很差的。

“對(duì)于要求最佳性?xún)r(jià)比的非調(diào)光應(yīng)用，使用像英飛凌NCP6561這樣的DCM PFC的單級(jí)PFC反激拓?fù)涫且粋€(gè)合適的選擇?！庇w凌科技有限公司電源管理業(yè)務(wù)部產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)Alexander Sommer認(rèn)為，“25W及以上功率范圍LED照明應(yīng)用面向更多的專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)。調(diào)光控制方法的選擇將取決于它是替代型還是新安裝型。數(shù)字照明控制（如 DALI或無(wú)線解決方案）允許對(duì)調(diào)光水平進(jìn)行更精確的控制、以及更多的功能，如日光下調(diào)光和占空比感應(yīng)。替代型安裝可能要求兼容舊的模擬1-10V調(diào)光控制器?！?。

第3章 Led驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析-專(zhuān)家觀點(diǎn)

　　觀點(diǎn)一：目前LED驅(qū)動(dòng)在室內(nèi)照明上的難點(diǎn)主要在與市電兼容和散熱方面

　　目前LED驅(qū)動(dòng)在室內(nèi)照明上的難點(diǎn)，主要在與市電兼容和散熱方面：在路燈方面主要是高低溫可靠性，在背光驅(qū)動(dòng)方面主要是效率和電流穩(wěn)定性。當(dāng)然其他綜合性能也很重要。--金宇杰（恩智浦半導(dǎo)體大中華區(qū)多重市場(chǎng)產(chǎn)品部市場(chǎng)總監(jiān)金宇杰）

　　觀點(diǎn)二：為了保護(hù)LED照明的優(yōu)勢(shì)，LED驅(qū)動(dòng)必須可靠、高效、安全（能夠承受多種故障條件）、低成本，并且還要能夠易于實(shí)現(xiàn)。

為了保護(hù)LED照明的優(yōu)勢(shì)，LED驅(qū)動(dòng)必須可靠、高效、安全（能夠承受多種故障條件）、低成本，并且還要能夠易于實(shí)現(xiàn)。另外，LED燈具設(shè)計(jì)中，物理設(shè)計(jì)也非常重要，特別是在形狀和適應(yīng)性方面。另外，LED燈具的散熱能力也非常重要，需要良好地處理散熱，保證LED及LED驅(qū)動(dòng)器的高可靠性。而針對(duì)不同的LED照明應(yīng)用，首先需要選擇恰當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如功率小于100 W的中低功率LED照明應(yīng)用首選反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而為了提供更高能效，諧振半橋雙電感加單電容（HB LLC）則是首選的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此外，還要注意產(chǎn)品目標(biāo)市場(chǎng)的能效規(guī)范問(wèn)題。若有需要，還要考慮功率因數(shù)校正（PFC），提供相應(yīng)的LED驅(qū)動(dòng)解決方案。安森美半導(dǎo)體提供各種高能效的方案，滿足LED燈具驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)所需。--蔣家亮：（安森美半導(dǎo)體亞太區(qū)電源管理部市場(chǎng)推廣經(jīng)理蔣家亮）

　　觀點(diǎn)三：LED驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展面臨兩大技術(shù)障礙：散熱和尺寸

　　LED驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展面臨兩大技術(shù)障礙：散熱：LED在工作時(shí)溫度會(huì)升高，因此LED應(yīng)用需要使用不會(huì)加重散熱問(wèn)題的高能效電源。尺寸：將電源順利裝入 LED燈座是一個(gè)持續(xù)的挑戰(zhàn)。PI的LED驅(qū)動(dòng)器IC能效極高且高度集成，因此可使設(shè)計(jì)師輕松克服上述兩方面的挑戰(zhàn)。--PI公司市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)部副總裁 Doug Bailey

　　觀點(diǎn)四：LED驅(qū)動(dòng)IC的技術(shù)難點(diǎn)是高恒流精度、Vin的寬電壓范圍、晶圓片的高壓工藝、芯片內(nèi)置MOS的散熱。

　　LED驅(qū)動(dòng)IC的技術(shù)難點(diǎn)是高恒流精度、Vin的寬電壓范圍、晶圓片的高壓工藝、芯片內(nèi)置MOS的散熱。隨著大批歐美著名集成電路公司有多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的海歸人員回國(guó)效忠，本土集成電路公司設(shè)計(jì)的電源芯片水平已完全接近國(guó)外同類(lèi)水平，并具有很好的性?xún)r(jià)比和競(jìng)爭(zhēng)能力;目前國(guó)外公司的LED驅(qū)動(dòng)IC在耐壓方面還占有一定的優(yōu)勢(shì)，本土IC還需加倍努力。--華潤(rùn)矽威科技有限公司的市場(chǎng)部經(jīng)理顏重光

　　觀點(diǎn)五：在圖像和背光方面需要非常高的色彩一致性，這是我們研究的重點(diǎn)，顏色的一致性是我們需要的結(jié)果，反之并不是必須要關(guān)心電流誤差。

　　LED驅(qū)動(dòng)在不同的應(yīng)用需求有很大的不同，我們是針對(duì)性的來(lái)研究每一個(gè)LED應(yīng)用領(lǐng)域，在圖像和背光方面需要非常高的色彩一致性，這是我們研究的重點(diǎn)，我們總是責(zé)怪恒流精度和