不得不關(guān)注的六個LED照明技術(shù)細(xì)節(jié)
led光源的技術(shù)日趨成熟,每瓦發(fā)光流明迅速增長,促使其逐年遞減降價(jià)。以1W led光源為例,2008年春的價(jià)格已是2006年春的價(jià)格三分之一,2009年春將降至2006年的四分之一。 led綠色燈具的海量市場和持續(xù)穩(wěn)定數(shù)年增長需求將是集成電路行業(yè)繼VCD、DVD、手機(jī)、MP3之后的消費(fèi)電子市場的超級海嘯! LED燈具的高節(jié)能、長壽命、利環(huán)保的優(yōu)越性能獲得普遍的公認(rèn)。 led高節(jié)能:直流驅(qū)動,超低功耗(單管0.03瓦-1 瓦)電光功率轉(zhuǎn)換接近100%,相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。 led長壽命:led光源被稱為長壽燈。固體冷光源,環(huán)氧樹脂封裝,燈體內(nèi)也沒有松動的部分,不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰快等缺點(diǎn)。 led壽命:使用壽命可達(dá)5萬到10萬小時(shí),比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。 led利環(huán)保:led是一種綠色光源,環(huán)保效益更佳。光譜中沒有紫外線和紅外線,熱量低和無頻閃,無輻射,而且廢棄物可回收,沒有污染不含汞元素,冷光源,可以安全觸摸,屬于典型的綠色照明光源。 led光源工作特點(diǎn)照明用led光源的VF電壓都很低,一般VF =2.75-3.8V,IF在15-1400mA;因此LED驅(qū)動IC的輸出電壓是VF X N或VF X 1, IF恒流在15-1400mA。LED燈具使用的led光源有小功率(IF=15-20mA)和大功率(IF》200mA))二種,小功率led多用來做led日光燈、裝飾燈、格柵燈;大功率LED用來做家庭照明燈、射燈、水底燈、洗墻燈、路燈、隧道燈、汽車工作燈等。功率led光源是低電壓、大電流驅(qū)動的器件,其發(fā)光的強(qiáng)度由流過led的電流大小決定,電流過強(qiáng)會引起led光的衰減,電流過弱會影響led的發(fā)光強(qiáng)度,因此,led的驅(qū)動需要提供恒流電源,以保證大功率led使用的安全性,同時(shí)達(dá)到理想的發(fā)光強(qiáng)度。在led照明領(lǐng)域,要體現(xiàn)出節(jié)能和長壽命的特點(diǎn),選擇好LED驅(qū)動IC至關(guān)重要,沒有好的驅(qū)動IC的匹配,led照明的優(yōu)勢無法體現(xiàn)。 led照明設(shè)計(jì)需要注意的技術(shù)細(xì)節(jié)led燈具對低壓驅(qū)動芯片的要求: 1. 驅(qū)動芯片的標(biāo)稱輸入電壓范圍應(yīng)當(dāng)滿足DC8-40V,以覆蓋應(yīng)用面的需要,耐壓如能大于45V更好;AC 12V或24 V輸入時(shí)簡單的橋式整流器輸出電壓會隨電網(wǎng)電壓波動,特別是電壓偏高時(shí)輸出直流電壓也會偏高,驅(qū)動IC如不能適應(yīng)寬電壓范圍,往往在電網(wǎng)電壓升高時(shí)會被擊穿,led光源也因此被燒毀。 2. 驅(qū)動芯片的標(biāo)稱輸出電流要求大于1.2-1.5A,作為照明用的led光源,1W功率的led光源其標(biāo)稱工作電流為350mA,3W功率的led光源其標(biāo)稱工作電流為700mA,功率大的需要更大的電流,因此LED照明燈具選用的驅(qū)動IC必需有足夠的電流輸出,設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)必需使驅(qū)動IC工作在滿負(fù)輸出的70-90%的最佳工作區(qū)域。使用滿負(fù)輸出電流的驅(qū)動IC在燈具狹小空間散熱不暢,容易疲勞和早期失效。 3. 驅(qū)動芯片的輸出電流必需長久恒定,led光源才能穩(wěn)定發(fā)光,亮度不會閃爍;同一批驅(qū)動芯片在同等條件下使用,其輸出電流大小要盡可能一致,也就是離散性要小,這樣在大批量自動化生產(chǎn)線上生產(chǎn)才能有效和有序;對于輸出電流有一定離散性的驅(qū)動芯片必選在出廠或投入生產(chǎn)線前分檔,調(diào)整PCB板上電流設(shè)定電阻(Rs)的阻值大小,使之生產(chǎn)的led燈具恒流驅(qū)動板對同類led光源的發(fā)光亮度一致,保持最終產(chǎn)品的一致性。 4. 驅(qū)動芯片的封裝應(yīng)有利于驅(qū)動芯片管芯的快速散熱,如將管芯(Die)直接綁定在銅板上,并有一Pin直接延伸到封裝外,便于直接焊接在PCB板的銅箔上迅速導(dǎo)熱(圖1)。如在一個類似4X4mm的硅片管芯上,要長時(shí)間通過300-1000mA的電流,必然有功耗,必然會發(fā)熱,芯片本身的物理散熱結(jié)構(gòu)也是至關(guān)重要的。 5. 驅(qū)動芯片本身的抗EMI、噪音、耐高壓的能力也關(guān)系到整個led燈具產(chǎn)品能否順利通過CE、UL等認(rèn)證,因此驅(qū)動芯片本身在設(shè)計(jì)伊始就要選用優(yōu)秀的拓樸結(jié)構(gòu)和高壓的生產(chǎn)工藝。 6. 驅(qū)動芯片自身功耗要求小于0.5W,開關(guān)工作頻率要求大于120Hz,以免工頻干擾而產(chǎn)生可見閃爍。 led綠色照明促使驅(qū)動芯片向創(chuàng)新設(shè)計(jì)發(fā)展,led燈具照明是離不開驅(qū)動芯片的,因此需要多種功能的led光源驅(qū)動IC。led燈具選用36V以下的交流電源可以考慮非隔離供電,如選用220V和100V的交流電源應(yīng)考慮隔離供電。直接使用AC100-220V的驅(qū)動芯片,因應(yīng)用體積苛求,在技術(shù)上還有更高的要求、更大的難度,目前各國都在努力開發(fā)中。led燈具的海量需求市場給所有集成電路設(shè)計(jì)公司再次成功的機(jī)會,快速轉(zhuǎn)型、早出產(chǎn)品,贏的機(jī)會多多。