1W~500W LED通用照明解決方案選擇要素

不管是大功率的還是小功率的LED照明應用，一般都由電源、LED驅動器、LED、透鏡和基板幾部分構成，其中關鍵的元件是LED驅動器，它必須提供一個恒流輸出才能保證LED發出的光不會忽明忽暗、以及不會發生LED色偏現象，它一般接受24V-48V的直流電壓輸入，但也有一些先進的LED驅動器可直接接受220V市電交流輸入。大多數客戶都要求采用高性能的LED驅動器，以滿足“PF值>0.9”和“+85效率”等即將出臺的LED照明規范。

LED照明應用的主要設計挑戰包括以下幾個方面：散熱、高效率、低成本、調光無閃爍、大范圍調光、可靠性、安全性和消除色偏。這些挑戰需要綜合運用適當的電源系統拓撲架構、驅動電路拓撲結構和機械設計才能解決。

Diodes公司亞太區技術市場總監梁后權指出：“對設計師來說，最大的技術挑戰將是高效率要求、光學設計、熱管理和提高某些應用的可靠性，如高亮度LED街燈。”

“在LED照明系統的應用中，除了選擇合適的LED產品，一個完整的LED照明設計還要包括光學設計、熱設計、產品設計和電氣驅動設計。由于LED是低壓器件，因此將高壓交流供電轉換為LED使用的低壓恒流驅動將面臨許多挑戰。”安森美半導體中國區高級應用經理鄭宗前指出：“進一步說，為了保證LED照明的優勢，LED電氣驅動必須是可靠的、高效率的、安全的和低成本的。因此，針對不同的LED照明的應用，首先需要選擇正確的驅動電路拓撲結構。”安森美半導體現可以提供從1W到500W功率范圍內的全部LED照明解決方案。

為了快速推動LED照明市場的起飛，美國國家半導體公司(NSC)最近瞄準了一塊非常龐大的白熾燈直接替代市場，即用LED燈直接替代現有家庭或其他應用市場中的白熾燈，并推出了一款針對該市場的直接市電輸入LED驅動芯片LM3445。

不過，NSC亞太區電源管理產品市場營銷經理吳志民表示：“白熾燈已面世很多年，對于許多多年未改的技術標準，我們的家居照明系統一直也在沿用，這個情況并非一朝一夕可以改變過來。例如，基于散熱及照明角度等問題，原有的舊式電燈插座或裝置并不適宜用來安裝LED燈泡。但除了技術問題之外，成本效益也是LED燈無法普及的最大原因。鎢絲燈泡及霓虹光管的售價約為US$0.6-0.7/Klm，但目前LED燈的售價仍然高達US$40-50/Klm。”

正如以上所說，由于LED燈必須能夠裝設在原有的舊式插座之內，因此散熱是一個必須克服的大問題。但嚴格來說，這可以利用機械工程技術解決，LED系統生產商的責任是努力開發新技術，盡量提高LED的亮度(即每單位功率產生的流明量)。吳志民自信地說：“我們可以提供功效最高的LED驅動器，以確保可將整個燈光系統的散熱量減至最少。”

LED的相對高成本是LED照明市場目前仍難以大規模起飛的主要障礙。例如，英飛凌科技有限公司電源管理業務部產品市場總監Alexander Sommer就說：“大多數小于25W的典型LED照明應用是標志燈、標識燈、以及替代標準的白熾燈和鹵素燈。但與現有的熒光燈和白熾燈技術相比，LED初始成本仍然是進入大眾市場的一個主要障礙。”

Cytech產品及設計部工程師徐瑞包也認同主要商業化挑戰是成本。他說：“目前各種功率的LED照明系統在電路上都是可以實現的，技術挑戰來自于終端應用的要求，比如應用于汽車，要考慮到光學設計以及整體散熱設計等。商業化部署的挑戰則主要來自于LED成本。”