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LED驱动IC创新技术分析

发布者:topday   发布时间: 2011-03-09 09:50 浏览次数: :

       调光技术-模拟、PWM和TRIAC调光

  LED调光解决方案及规范一直在不断变化,直到现在还未固定下来,所以现在市场上存在PWM、模拟及可控硅(TRAIC)三种调光方案。

  PWM和模拟方法是其中较简单的,但需要构建调光基础架构和新的调光控制器。模拟调光方案的缺点是,LED电流的调节范围局限在某个最大值至该最大值的约10%之间(10:1调光范围)。由于LED的色谱与电流有关,因此这种方法并不适合于某些应用。PWM调光方案则是以某种快至足以掩盖视觉闪烁的速率(通常高于100MHz)在零电流和最大LED电流之间进行切换。该占空比改变了有效平均电流,从而可实现高达3000:1的调光范围(仅受限于最小占空比)。由于LED电流要么处于最大值,要么被关断,所以该方法还具有能够避免在电流变化时发生LED色偏的优点,而在采用模拟调光时这种LED色偏现象是很常见的。

   关于TRIAC,说法不一:

  TRIAC调光是业内非常热的一个话题,最初,TRIAC调光器是为白炽灯而设计的,但大多数用户希望相同的TRIAC调光器也能对替代的LED灯进行调光。

  观点一:飞兆半导体公司高压IC产品行销经理SangCheol Her表示看好TRIAC调光方案的市场前景,可控硅(TRIAC,2线调光)将成为非常流行的解决方案,因为这种技术可以完全使用传统的系统而不需任何改变。而且,它还能够扩展为3线调光,以避免出现与低功率因数值相关的缺陷。”

  观点二:Cytech产品及设计部工程师徐瑞包认为调制方式的选择不应该决定于LED的功率。而应决定于终端产品的应用要求。比如,显示背光或者LED装饰灯可能会选用PWM的调光方式,颜色一致性好,亮度级别高。但是对于一般的家用照明或者商业照明,模拟调光或者TRIAC也可以选择,不过会产生色偏,并且调光的级别会很低。”Tony Armstrong也指出,最终用户所采用的调光方法在很大程度上将由LED本身的最终用途来决定。例如,在LED用于给显示器提供背面照明的汽车信息娱乐系统中,环境照明的亮度变化范围是非常宽的,既有阳光充足时的无比明亮,也有无月之夜的漆黑一片,可谓千差万别。由于人眼对于环境照明条件的轻微变化极其敏感,因此需要3000:1的宽调光范围。这将要求LED驱动器电路采用PWM调光方法。不过,他补充道:“在LED街灯中,由于这种灯常常要么处于接通状态要么处于关断状态,因而只需要一个有限的调光范围即可。在这种场合中,仅需采用一种简单的模拟调光法便能满足要求。”

  观点三:安森美半导体中国区高级应用经理郑宗前认为市场上TRIAC调光器的应用方案应该只是过渡性的,长远来说,应该会用PWM调光。主要的三点决定性因素为:1)用PWM 调光从零到最光,都不会有闪烁的现象。2)性能会更好。因为调光输出功率采用了功率因数校正电路,这是配合全球对灯光采用功率因数有强制性的要求,虽然一般从25 W开始有这要求,但美国要求灯光从零瓦起已需强制性功率因数校正电路。如采用TRAIC调光将牺牲功率因数和增加了电路的复杂性。因此,采用PWM调光可以提供最好性能的选择,也是未来的趋势。3)成本会更好。用PWM调整占空比,不需要太多额外的控制电路成本。” 英飞凌科技有限公司电源管理业务部产品市场总监Alexander Sommer也表示看好PWM调光方案前景,他说:“与模拟调光方法相比,LED的PWM调光方法有以下优点:1)效率更高;2)不管调光程度有多大,允许LED一直在优化的和恒定的电流下工组;3)在整个调光范围内LED颜色色调保持一致(颜色色调像流明输出一样随LED工作电流而变化)。”

  为了在连续调光时实现无闪烁,大多数客户喜欢选择PWM调光,因为它可提供更大的调光范围和更好的线性度。取决于你正在使用的调光频率,闪烁现象可以降到最小。模拟调光更容易实现,因为它只需要一个DC电压就可以无闪烁地对LED进行调光。对于由多个LED构成的大功率照明应用,确保每个LED具有均匀的亮度且不产生任何闪烁也成为了主要的设计障碍,但PWM方法很容易解决调光时的闪烁问题。

 

Led驱动技术发展现状分析-专家观点

  观点一:目前LED驱动在室内照明上的难点主要在与市电兼容和散热方面

  目前LED驱动在室内照明上的难点,主要在与市电兼容和散热方面:在路灯方面主要是高低温可靠性,在背光驱动方面主要是效率和电流稳定性。当然其他综合性能也很重要。--金宇杰(恩智浦半导体大中华区多重市场产品部市场总监金宇杰)

  观点二:为了保护LED照明的优势,LED驱动必须可靠、高效、安全(能够承受多种故障条件)、低成本,并且还要能够易于实现。

  为了保护LED照明的优势,LED驱动必须可靠、高效、安全(能够承受多种故障条件)、低成本,并且还要能够易于实现。另外,LED灯具设计中,物理设计也非常重要,特别是在形状和适应性方面。另外,LED灯具的散热能力也非常重要,需要良好地处理散热,保证LED及LED驱动器的高可靠性。而针对不同的LED照明应用,首先需要选择恰当的驱动电路拓扑结构,如功率小于100 W的中低功率LED照明应用首选反激拓扑结构,而为了提供更高能效,谐振半桥双电感加单电容(HB LLC)则是首选的拓扑结构。此外,还要注意产品目标市场的能效规范问题。若有需要,还要考虑功率因数校正(PFC),提供相应的LED驱动解决方案。安森美半导体提供各种高能效的方案,满足LED灯具驱动设计所需。--蒋家亮:(安森美半导体亚太区电源管理部市场推广经理蒋家亮)

  观点三:LED驱动器的发展面临两大技术障碍:散热和尺寸

  LED驱动器的发展面临两大技术障碍:散热:LED在工作时温度会升高,因此LED应用需要使用不会加重散热问题的高能效电源。尺寸:将电源顺利装入LED灯座是一个持续的挑战。PI的LED驱动器IC能效极高且高度集成,因此可使设计师轻松克服上述两方面的挑战。--PI公司市场营销部副总裁 Doug Bailey

  观点四:LED驱动IC的技术难点是高恒流精度、Vin的宽电压范围、晶圆片的高压工艺、芯片内置MOS的散热。

  LED驱动IC的技术难点是高恒流精度、Vin的宽电压范围、晶圆片的高压工艺、芯片内置MOS的散热。随着大批欧美著名集成电路公司有多年设计经验的海归人员回国效忠,本土集成电路公司设计的电源芯片水平已完全接近国外同类水平,并具有很好的性价比和竞争能力;目前国外公司的LED驱动IC在耐压方面还占有一定的优势,本土IC还需加倍努力。--华润矽威科技有限公司的市场部经理颜重光

  观点五:在图像和背光方面需要非常高的色彩一致性,这是我们研究的重点,颜色的一致性是我们需要的结果,反之并不是必须要关心电流误差。

  LED驱动在不同的应用需求有很大的不同,我们是针对性的来研究每一个LED应用领域,在图像和背光方面需要非常高的色彩一致性,这是我们研究的重点,我们总是责怪恒流精度和散热问题这是不对的。颜色的一致性是我们需要的结果,反之并不是必须要关心电流误差。

  在照明方面,长运通公司发展内置恒流技术的LED封装架构,分布式恒流技术结构,走出一条全新的创新之路,使得恒流问题不再是终端客户关心的重点,虽然还没有广泛的被业界承认,但是订单已经排到2010年。
 

本文链接:http://www.leddianyuan.com/jishuzixun/2011/0309/634.html

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