全球LED驅動IC新品創(chuàng)新技術分析

　　下表為LED顯示屏幕驅動關鍵指標。

　　表3 LED顯示屏幕驅動關鍵指標

2.5 LED汽車照明驅動

　　對汽車應用來說，LED有極大的吸引力，長壽命、抗震、高效、對光源良好的控制能力，都是它的優(yōu)勢。當然，相對于白熾燈，LED需要驅動電路，還有汽車電氣是靠酸鉛蓄電池供電的，是機械驅動的交流發(fā)電機充電，這類電池適合白熾燈，不適用LED，因此，設計一種穩(wěn)壓性能良好而又低噪聲的驅動電路是十分必要的。汽車電源的變化范圍是很大的，在8V-18V之間，峰值電壓可達幾十伏。此外，高亮度LED驅動電流大，會在電阻上產生大量的熱量，使散熱設計復雜化。

　　圖五所示是現(xiàn)代汽車中的各種LED照明應用。在汽車內部，有幾種采用各種類型LED的“標準內置”照明模塊。有些是單個LED，而像導航儀表板背光照明等另一些應用則需要LED陣列。在外部照明方面，LED也得到了認可。現(xiàn)在超過40%的中央高位剎車燈已經采用紅光LED。另外，奧迪（Audi）2008 A8采用大電流LED陣列作為白天行車燈（DRL）。雷克薩斯（Lexus）600轎車和奧迪R8包括前燈在內的全部外部“前向照明”都是由LED完成的。類似地，甚至更多中檔汽車和很多摩托車也采用了彩色LED陣列作為剎車/轉向信號指示燈。

　　圖5 LED照明在現(xiàn)代汽車中的典型應用

　　下圖為汽車照明驅動系統(tǒng)結構圖

汽車內部、中間高位剎車燈、尾燈

　　圖6汽車照明驅動系統(tǒng)結構圖

　　下表為汽車照明驅動常用拓撲結構表格

　　表4 汽車照明驅動常用拓撲結構

2.6 調光技術-模擬、PWM和TRIAC調光

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

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

　　關于TRIAC，說法不一：

　　TRIAC調光是業(yè)內非常熱的一個話題，最初，TRIAC調光器是為白熾燈而設計的，但大多數(shù)用戶希望相同的TRIAC調光器也能對替代的LED燈進行調光。

　　觀點一：飛兆半導體公司高壓IC產品行銷經理SangCheol Her表示看好TRIAC調光方案的市場前景，可控硅（TRIAC，2線調光）將成為非常流行的解決方案，因為這種技術可以完全使用傳統(tǒng)的系統(tǒng)而不需任何改變。而且，它還能夠擴展為3線調光，以避免出現(xiàn)與低功率因數(shù)值相關的缺陷。”

　　觀點二：Cytech產品及設計部工程師徐瑞包認為調制方式的選擇不應該決定于LED的功率。而應決定于終端產品的應用要求。比如，顯示背光或者LED裝飾燈可能會選用PWM的調光方式，顏色一致性好，亮度級別高。但是對于一般的家用照明或者商業(yè)照明，模擬調光或者TRIAC也可以選擇，不過會產生色偏，并且調光的級別會很低。”Tony Armstrong也指出，最終用戶所采用的調光方法在很大程度上將由LED本身的最終用途來決定。例如，在LED用于給顯示器提供背面照明的汽車信息娛樂系統(tǒng)中，環(huán)境照明的亮度變化范圍是非常寬的，既有陽光充足時的無比明亮，也有無月之夜的漆黑一片，可謂千差萬別。由于人眼對于環(huán)境照明條件的輕微變化極其敏感，因此需要3000:1的寬調光范圍。這將要求LED驅動器電路采用PWM調光方法。不過，他補充道：“在LED街燈中，由于這種燈常常要么處于接通狀態(tài)要么處于關斷狀態(tài)，因而只需要一個有限的調光范圍即可。在這種場合中，僅需采用一種簡單的模擬調光法便能滿足要求。”

　　觀點三：安森美半導體中國區(qū)高級應用經理鄭宗前認為市場上TRIAC調光器的應用方案應該只是過渡性的，長遠來說，應該會用PWM調光。主要的三點決定性因素為：1）用PWM 調光從零到最光，都不會有閃爍的現(xiàn)象。2）性能會更好。因為調光輸出功率采用了功率因數(shù)校正電路，這是配合全球對燈光采用功率因數(shù)有強制性的要求，雖然一般從25 W開始有這要求，但美國要求燈光從零瓦起已需強制性功率因數(shù)校正電路。如采用TRAIC調光將犧牲功率因數(shù)和增加了電路的復雜性。因此，采用PWM調光可以提供最好性能的選擇，也是未來的趨勢。3）成本會更好。用PWM調整占空比，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)務部產品市場總監(jiān)Alexander Sommer也表示看好PWM調光方案前景，他說：“與模擬調光方法相比，LED的PWM調光方法有以下優(yōu)點：1）效率更高;2）不管調光程度有多大，允許LED一直在優(yōu)化的和恒定的電流下工組;3）在整個調光范圍內LED顏色色調保持一致（顏色色調像流明輸出一樣隨LED工作電流而變化）。”

　　為了在連續(xù)調光時實現(xiàn)無閃爍，大多數(shù)客戶喜歡選擇PWM調光，因為它可提供更大的調光范圍和更好的線性度。取決于你正在使用的調光頻率，閃爍現(xiàn)象可以降到最小。模擬調光更容易實現(xiàn)，因為它只需要一個DC電壓就可以無閃爍地對LED進行調光。對于由多個LED構成的大功率照明應用，確保每個LED具有均勻的亮度且不產生任何閃爍也成為了主要的設計障礙，但PWM方法很容易解決調光時的閃爍問題。

如前所述，小于25W的LED照明應用主要是替換標準白熾燈和鹵素燈。在這一功率范圍上，最可能的一個應用就是替代由基于TRIAC（雙向可控硅）的逐步削減入墻式調光器控制的白熾燈或節(jié)能燈。目前市場上有前沿和后沿削減調光器，這為整體兼容性帶來了挑戰(zhàn)，因為從EMI的角度來看TRIAC調光是很差的。

　　“對于要求最佳性價比的非調光應用，使用像英飛凌NCP6561這樣的DCM PFC的單級PFC反激拓撲是一個合適的選擇。”英飛凌科技有限公司電源管理業(yè)務部產品市場總監(jiān)Alexander Sommer認為，“25W及以上功率范圍LED照明應用面向更多的專業(yè)市場。調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或無線解決方案）允許對調光水平進行更精確的控制、以及更多的功能，如日光下調光和占空比感應。替代型安裝可能要求兼容舊的模擬1-10V調光控制器。”。

　　第3章 Led驅動技術發(fā)展現(xiàn)狀分析-專家觀點

　　觀點一：目前LED驅動在室內照明上的難點主要在與市電兼容和散熱方面

　　目前LED驅動在室內照明上的難點，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，在背光驅動方面主要是效率和電流穩(wěn)定性。當然其他綜合性能也很重要。--金宇杰（恩智浦半導體大中華區(qū)多重市場產品部市場總監(jiān)金宇杰）