LED照明驱动器技术分析与展望

德州仪器高级技术市场开拓工程师刘学超说，LED技术的发展需要驱动技术发展相配合。现今的LED市场规模为1亿美元，未来3~5年还将扩张10倍以上。

　　对于中国市场，美国国家半导体亚太区市场经理黎志远引用iSuppli公司对中国LED驱动器IC市场的预测，在全球经济和电子产业沉陷衰退之际，中国LEDIC市场2009年仅增长1%,从2008年的1.153亿美元上升到1.16s亿美元。但是，2010年增速将会加快到9.6%,规模将达到1.277亿美元。预计2013年中国LED市场将达到1.39亿美元。

　　展望2010年。随着全球景气逐步回温，2009年出现衰退的汽车、通讯用LED驱动IC市场可望回稳，工业/照明用市场亦有2位数成长空间，至于信息用、消费性电子用市场，则将出现跳跃式成长，预估2010年全球LED驱动IC规模将扩大至34.1亿颗，相较2009年的27.0亿颗，成长幅度达26.0%.

　　然而，LED驱动电源的要求也在不断提高。pI公司高级产品经理BillWeiss认为。LEDIC技术发展趋势及特性表现为：高可靠性、高效率、高功率因数、可调光以及体积小。

　　凹凸(OzMicro)科技(中国)有限公司开发总监李胜泰具体介绍了LED技术特点，他说许多厂商的重点是：1.LED发光效率的增进：2.LED模组的散热管理：良好的散热处理。无论对于LED的寿命或演色性皆能提供较佳的状态;3.转换效率：基于节能减碳的目的，是否能有效高度利用公用电厂所提供的电力--提升功率因素的转换亦为重点方向之一：4.产品可靠性：在物料选件及电路设计上多所着墨：5.LED背光：在技术上，使用LED做背光主要面临的挑战有：电流匹配在多颗LED串中的应用。包括功耗、保护电路、调光时的杂讯(Audiblenoiseduringdimming)等。

以下主要介绍、背光和LED TV方面热点的技术市场。

　　德州仪器的刘学超说，发展非常迅速，年增长率超过60%,随着LED发光效率的不断提升，封装技术不断改进，驱动陆能和寿命的增加，技术在未来5年内会逐渐进入千家万户。

　　02Iviicro李胜泰说，在世界各国环保议题日渐重视的趋势下，LED照明产业将扮演极重要的角色，其主要应用在于室内、室外照明以及街灯等高功率产品。据悉，2009年全球照明市场约1219亿美元，LED仅占0.5%,显见其未来潜力之可观。其中，以亚太地区的市场规模为最大、约占全球33.7%之比例：居次为北美的30.1%.和欧洲之27.4%:然而。以应用产品来讨论。户外照明约占12%,则具有相当大的成长空间，尤其以占有全球38%户外照明的中国市场为最。此外，值得关注的部分是，受政府政策及推广影响较为直接且快速的街灯应用可望成为照明产业中快速成长的第一棒：预估在欧美优先领起的趋势中，2010年全球可达到450万盏LED街灯的水平：并且承于国际加紧节能减碳的脚步，一但路灯标准规格普及，中国市场可望占有世界50%以上的规模。

　　从LED亮度来看，大功率LED的光输出已经达到了100流明/w的重要里程碑，同时有些制造商宣称已经在实验室中达到了120流明/W.凌力尔特公司电源产品市场总监TonyArmstrong说，这意味着，就能效而言，LED现在已经超过了CFL(80流明/w)。不过，据进一步预测，到2012年。LED将达到150流明/W的输出。此外，当前的关注点全部集中在“绿色”上，与CFL不同，LED不合任何有害材料。

　　从LED成本看，LED照明的成本一直在快速走低。在过去12个月时间里，专用白光二极管(其中有很多已被LED灯泡所采用并在其成本中占了大部分)的价格已经从几年前的8美元左右下降至1.50美元。很多LED行业分析师预测，在未来一年内，取代白炽灯的LED灯的价格将达到消费者可以接受的水平。一些LED制造商宣称，已经设计出能够驱动LED灯的发光芯片，而且能使LED灯产生可与75W白炽灯媲美的光(美国家庭普遍使用75W白炽灯)。为了输出这种量级的光，这类LED芯片通常需要约12W功率。

照明LED驱动器IC的特点

　　晶丰明源半导体有限公司市场总监颜重光高工语出惊人：目前常见LED光源驱动IC都是从通用电源IC借用过来的，真正为LED光源设计的驱动IC还很少，很多公司都在设计中，预计到2010年中可能会有不少可应市。目前LED)光源驱动的阻容降压低成本方案是不安全的，CCR只能驱动0.5w以下的LED,LDO用稳压的方法驱动对LED光源的寿命不利：DC/DC-恒流源和AC/DC-恒流源可能是目前已知的最理想方案之一。

　　纵观DC LED光源的驱动技术，有三类驱动IC将是发展趋势：一类是高压工艺生产的DC/DC Buck,Vin宽至DC60~100V.恒流精度达1%.将能满足所有直流LED灯具驱动的需要，可满足LED光源多串少并技术的需要：第二类是Ac/DCI的LED灯具需要的应用电路简洁、应用成本低、能过EMI、CE、UL的高效率谐振半桥(LLC)+PFC拓扑结构驱动IC第三种是功率因数校正((PFC)+脉宽调控(pwM)两种平均电流模式控制器组成新的AC/Dc驱动IC它们将在新一代LED灯具显现其强大生命力，以充分发挥零电压开关拓扑结构(ZVS)的优势，和满足LED灯具对PFC(功率因素较正)日益提高的要求，并要求在较低的功率等级(如50 w)时能提高效率>90%.宽电压输入、短路和过功率保护、开路保护、较低的总谐波失真(THD)是基本的要求。

　凌力尔特的Tony Armstrong也有相近的观点，他指出，今天，LED驱动器IC关键性能之一是，必须能够对LED充分调光。因为LED是用恒定电流驱动的，其DC电流值与LED亮度成正比，因此要改变LED亮度，有两种通过控制LED电流调光的方法。第一种是模拟调光，通过降低恒定LED电流值。成比例地降低LED DC 电流值。降低LED电流可能导致LED颜色的改变，或对LED电流的控制不准确。第二种是数字调光或PWM调光。PWM调光以等于或高于100Hz的频率切换LED的通断，以这样的频率切换，人眼察觉不到。PWM调光占空比与LED亮度成正比，而接通时的LED电流保持同样的值(如LED驱动器IC定的那样)，从而在高调光比时保持恒定LED颜色。在某些应用中，这种PWM调光方法可以用来实现高达5000:1的调光比。

　　Diodes公司LED照明部经理AllanLin也认为未来LED驱动器技术的发展体现在两个方面，他说，第一，离线式高功率因数校正可调光LED驱动器可替代卤素灯、白炽灯和荧光灯;第二。LED驱动器能高效替代低压卤素灯。以上两种应用需要为LED提供电能及热能保护，以增加其耐用性。其他发展趋势还包括优化驱动器以提供最佳功效，并非将电流最大化。

　　中国作为全球制造商。LED驱动器技术的制造成本及总体BOM(物料清单)成本至关重要。为此，Diodes的特色是致力于发展很具成本效益的LED驱动器技术。

LED TV

　　在三星成功带起LED TV话题之后，LED背光应用于电视的趋势成为备受关注的焦点之一，预估其渗透率在2010年将有机会攀升至10%-15%.02,Micro公司李胜泰说，过去由于演色性及对比性的考量，直下式背光(Direct Type)一直是LED TV发展方向的主轴：然而在成本及薄型化设计的优势驱动下，侧光式(Edge TyVe)背光则渐成主流，占所有LED Tv机种至少93%之比例。并集中在40英寸以上的电视尺寸：因此，针对液晶电视未来的前景，LED TV将是2010年的发展主轴之一。LED TV产品现阶段定位在高阶市场，而LED背光应用于液晶电视的崛起，主要考验之一在于其与CCFL背光之价差幅度：侧边式背光发展确实已经大幅拉近此二者之距离，然而之中的挑战依然存在;据(BPSemi)市场总监悉，2009年第三季度40英寸及46英寸LED背光液晶电视面板与同尺寸CCFL的价差约为35%.预计至2010年第一季可拉近至30%左右的差距。此外，一台电视机相较笔记本电脑(NB)之LED用量有数十倍之多;换言之，LED TV的发展亦同时受LED产能开发以及价格之限，未来若LED芯片的供给持续舒缓，可帮助销售价位更接近消费者可接受的范围时，LED TV将有机会如现今LED NB的发展方式较快速成长。

背光

　　Intersil公司认为：TFT(薄膜晶体