LED驅(qū)動(dòng)器IC的發(fā)展趨勢(shì)

德州儀器高級(jí)技術(shù)市場(chǎng)開(kāi)拓工程師劉學(xué)超說(shuō)，LED技術(shù)的發(fā)展需要驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展相配合?，F(xiàn)今的LED市場(chǎng)規(guī)模為1億美元，未來(lái)3~5年還將擴(kuò)張10倍以上。

對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體亞太區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理黎志遠(yuǎn)引用iSuppli公司對(duì)中國(guó)LED驅(qū)動(dòng)器Ic市場(chǎng)的預(yù)測(cè)，在全球經(jīng)濟(jì)和電子產(chǎn)業(yè)沉陷衰退之際，中國(guó)LED驅(qū)動(dòng)器Ic市場(chǎng)2009年僅增長(zhǎng)1%,從2008年的1.153億美元上升到1.16s億美元。但是，2010年增速將會(huì)加快到9.6%,規(guī)模將達(dá)到1.277億美元。預(yù)計(jì)2013年中國(guó)LED市場(chǎng)將達(dá)到1.39億美元。

展望2010年。隨著全球景氣逐步回溫，2009年出現(xiàn)衰退的汽車、通訊用LED驅(qū)動(dòng)IC市場(chǎng)可望回穩(wěn)，工業(yè)/照明用市場(chǎng)亦有2位數(shù)成長(zhǎng)空間，至于信息用、消費(fèi)性電子用市場(chǎng)，則將出現(xiàn)跳躍式成長(zhǎng)，預(yù)估2010年全球LED驅(qū)動(dòng)Ic市場(chǎng)規(guī)模將擴(kuò)大至34.1億顆，相較2009年的27.0億顆，成長(zhǎng)幅度達(dá)26.0%.

然而，LED驅(qū)動(dòng)電源的要求也在不斷提高。pI公司高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理BillWeiss認(rèn)為。LED驅(qū)動(dòng)器Ic的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及特性表現(xiàn)為：高可靠性、高效率、高功率因數(shù)、可調(diào)光以及體積小。

凹凸（OzMicro）科技（中國(guó)）有限公司開(kāi)發(fā)總監(jiān)李勝泰具體介紹了LED驅(qū)動(dòng)器技術(shù)特點(diǎn)，他說(shuō)許多廠商的重點(diǎn)是：1.LED發(fā)光效率的增進(jìn)：2.LED模組的散熱管理：良好的散熱處理。無(wú)論對(duì)于LED的壽命或演色性皆能提供較佳的狀態(tài)；3.轉(zhuǎn)換效率：基于節(jié)能減碳的目的，是否能有效高度利用公用電廠所提供的電力--提升功率因素的轉(zhuǎn)換亦為重點(diǎn)方向之一：4.產(chǎn)品可靠性：在物料選件及電路設(shè)計(jì)上多所著墨：5.LED背光：在技術(shù)上，使用LED做背光主要面臨的挑戰(zhàn)有：電流匹配在多顆LED串中的應(yīng)用。包括功耗、保護(hù)電路、調(diào)光時(shí)的雜訊（Audiblenoiseduringdimming）等。

以下主要介紹LED照明、背光和LED TV方面熱點(diǎn)的技術(shù)市場(chǎng)。

LED照明

LED照明市場(chǎng)充滿潛力

德州儀器的劉學(xué)超說(shuō)，LED照明發(fā)展非常迅速，年增長(zhǎng)率超過(guò)60%,隨著LED發(fā)光效率的不斷提升，封裝技術(shù)不斷改進(jìn)，驅(qū)動(dòng)陸能和壽命的增加，LED照明技術(shù)在未來(lái)5年內(nèi)會(huì)逐漸進(jìn)入千家萬(wàn)戶。

02Iviicro李勝泰說(shuō)，在世界各國(guó)環(huán)保議題日漸重視的趨勢(shì)下，LED照明產(chǎn)業(yè)將扮演極重要的角色，其主要應(yīng)用在于室內(nèi)、室外照明以及街燈等高功率產(chǎn)品。據(jù)悉，2009年全球照明市場(chǎng)約1219億美元，LED僅占0.5%,顯見(jiàn)其未來(lái)潛力之可觀。其中，以亞太地區(qū)的市場(chǎng)規(guī)模為最大、約占全球33.7%之比例：居次為北美的30.1%.和歐洲之27.4%:然而。以應(yīng)用產(chǎn)品來(lái)討論。戶外照明約占12%,則具有相當(dāng)大的成長(zhǎng)空間，尤其以占有全球38%戶外照明的中國(guó)市場(chǎng)為最。此外，值得關(guān)注的部分是，受政府政策及推廣影響較為直接且快速的街燈應(yīng)用可望成為照明產(chǎn)業(yè)中快速成長(zhǎng)的第一棒：預(yù)估在歐美優(yōu)先領(lǐng)起的趨勢(shì)中，2010年全球可達(dá)到450萬(wàn)盞LED街燈的水平：并且承于國(guó)際加緊節(jié)能減碳的腳步，一但路燈標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格普及，中國(guó)市場(chǎng)可望占有世界50%以上的規(guī)模。

從LED亮度來(lái)看，大功率LED的光輸出已經(jīng)達(dá)到了100流明/w的重要里程碑，同時(shí)有些制造商宣稱已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中達(dá)到了120流明/W.凌力爾特公司電源產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)TonyArmstrong說(shuō)，這意味著，就能效而言，LED現(xiàn)在已經(jīng)超過(guò)了CFL（80流明/w）。不過(guò)，據(jù)進(jìn)一步預(yù)測(cè)，到2012年。LED將達(dá)到150流明/W的輸出。此外，當(dāng)前的關(guān)注點(diǎn)全部集中在“綠色”上，與CFL不同，LED不合任何有害材料。

從LED成本看，LED照明的成本一直在快速走低。在過(guò)去12個(gè)月時(shí)間里，專用白光二極管（其中有很多已被LED燈泡所采用并在其成本中占了大部分）的價(jià)格已經(jīng)從幾年前的8美元左右下降至1.50美元。很多LED行業(yè)分析師預(yù)測(cè)，在未來(lái)一年內(nèi)，取代白熾燈的LED燈的價(jià)格將達(dá)到消費(fèi)者可以接受的水平。一些LED制造商宣稱，已經(jīng)設(shè)計(jì)出能夠驅(qū)動(dòng)LED燈的發(fā)光芯片，而且能使LED燈產(chǎn)生可與75W白熾燈媲美的光（美國(guó)家庭普遍使用75W白熾燈）。為了輸出這種量級(jí)的光，這類LED芯片通常需要約12W功率。

照明LED驅(qū)動(dòng)器IC的特點(diǎn)

晶豐明源半導(dǎo)體有限公司市場(chǎng)總監(jiān)顏重光高工語(yǔ)出驚人：目前常見(jiàn)LED光源驅(qū)動(dòng)IC都是從通用電源IC借用過(guò)來(lái)的，真正為L(zhǎng)ED光源設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)IC還很少，很多公司都在設(shè)計(jì)中，預(yù)計(jì)到2010年中可能會(huì)有不少可應(yīng)市。目前LED）光源驅(qū)動(dòng)的阻容降壓低成本方案是不安全的，CCR只能驅(qū)動(dòng)0.5w以下的LED,LDo用穩(wěn)壓的方法驅(qū)動(dòng)對(duì)LED光源的壽命不利：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。

縱觀DC LED光源的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，有三類驅(qū)動(dòng)IC將是發(fā)展趨勢(shì)：一類是高壓工藝生產(chǎn)的DC/DC Buck,Vin寬至DC60~100V.恒流精度達(dá)1%.將能滿足所有直流LED燈具驅(qū)動(dòng)的需要，可滿足LED光源多串少并技術(shù)的需要：第二類是Ac/DCI的LED燈具需要的應(yīng)用電路簡(jiǎn)潔、應(yīng)用成本低、能過(guò)EMI、CE、UL的高效率諧振半橋（LLC）+PFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)Ic;第三種是功率因數(shù)校正（（PFC）+脈寬調(diào)控（pwM）兩種平均電流模式控制器組成新的AC/Dc驅(qū)動(dòng)Ic.它們將在新一代LED燈具顯現(xiàn)其強(qiáng)大生命力，以充分發(fā)揮零電壓開(kāi)關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（ZVS）的優(yōu)勢(shì)，和滿足LED燈具對(duì)PFC（功率因素較正）日益提高的要求，并要求在較低的功率等級(jí)（如<50 w）時(shí)能提高效率>90%.寬電壓輸入、短路和過(guò)功率保護(hù)、開(kāi)路保護(hù)、較低的總諧波失真（THD）是基本的要求。

凌力爾特的Tony Armstrong也有相近的觀點(diǎn)，他指出，今天，LED驅(qū)動(dòng)器Ic的關(guān)鍵性能之一是，必須能夠?qū)ED充分調(diào)光。因?yàn)長(zhǎng)ED是用恒定電流驅(qū)動(dòng)的，其DC電流值與LED亮度成正比，因此要改變LED亮度，有兩種通過(guò)控制LED電流調(diào)光的方法。第一種是模擬調(diào)光，通過(guò)降低恒定LED電流值。成比例地降低LED DC 電流值。降低LED電流可能導(dǎo)致LED顏色的改變，或?qū)ED電流的控制不準(zhǔn)確。第二種是數(shù)字調(diào)光或PWM調(diào)光。PWM調(diào)光以等于或高于100Hz的頻率切換LED的通斷，以這樣的頻率切換，人眼察覺(jué)不到。PWM調(diào)光占空比與LED亮度成正比，而接通時(shí)的LED電流保持同樣的值（如LED驅(qū)動(dòng)器Ic設(shè)定的那樣），從而在高調(diào)光比時(shí)保持恒定LED顏色。在某些應(yīng)用中，這種PWM調(diào)光方法可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)高達(dá)5000:1的調(diào)光比。

Diodes公司LED照明部經(jīng)理AllanLin也認(rèn)為未來(lái)LED驅(qū)動(dòng)器技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)在兩個(gè)方面，他說(shuō)，第一，離線式高功率因數(shù)校正可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器可替代鹵素?zé)?、白熾燈和熒光燈；第二。LED驅(qū)動(dòng)器能高效替代低壓鹵素?zé)?。以上兩種應(yīng)用需要為L(zhǎng)ED提供電能及熱能保護(hù)，以增加其耐用性。其他發(fā)展趨勢(shì)還包括優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器以提供最佳功效，并非將電流最大化。

中國(guó)作為全球制造商。LED驅(qū)動(dòng)器技術(shù)的制造成本及總體BOM（物料清單）成本至關(guān)重要。為此，Diodes的特色是致力于發(fā)展很具成本效益的LED驅(qū)動(dòng)器技術(shù)。

LED TV

在三星成功帶起LED TV話題之后，LED背光應(yīng)用于電視的趨勢(shì)成為備受關(guān)注的焦點(diǎn)之一，預(yù)估其滲透率在2010年將有機(jī)會(huì)攀升至10%-15%.02,Micro公司李勝泰說(shuō)，過(guò)去由于演色性及對(duì)比性的考量，直下式背光（Direct Type）一直是LED TV發(fā)展方向的主軸：然而在成本及薄型化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)驅(qū)動(dòng)下，側(cè)光式（Edge TyVe）背光則漸成主流，占所有LED Tv機(jī)種至少93%之比例。并集中在40英寸以上的電視尺寸：因此，針對(duì)液晶電視未來(lái)的前景，LED TV將是2010年的發(fā)展主軸之一。LED TV產(chǎn)品現(xiàn)階段定位在高階市場(chǎng)，而LED背光應(yīng)用于液晶電視的崛起，主要考驗(yàn)之一在于其與cCFL背光之價(jià)差幅度：側(cè)邊式背光發(fā)展確實(shí)已經(jīng)大幅拉近此二者之距離，然而之中的挑戰(zhàn)依然存在；據(jù)（BPSemi）市場(chǎng)總監(jiān)悉，2009年第三季度40英寸及46英寸LED背光液晶電視面板與同尺寸CCFL的價(jià)差約為35%.預(yù)計(jì)至2010年第一季可拉近至30%左右的差距。此外，一臺(tái)電視機(jī)相較筆記本電腦（NB）之LED用量有數(shù)十倍之多；換言之，LED TV的發(fā)展亦同時(shí)受LED產(chǎn)能開(kāi)發(fā)以及價(jià)格之限，未來(lái)若LED芯片的供給持續(xù)舒緩，可幫助銷售價(jià)位更接近消費(fèi)者可接受的范圍時(shí)，LED TV將有機(jī)會(huì)如現(xiàn)今LED NB的發(fā)展方式較快速成長(zhǎng)。

背光

Intersil公司認(rèn)為：TFT（薄膜晶體管）背光等先進(jìn)應(yīng)用需要一些其他功能，包括PWM調(diào)光、DC調(diào)光、本地調(diào)光、PWM-Dc調(diào)光和直接PWM調(diào)光。IntersiI稱其高功率多通道LED驅(qū)動(dòng)器具有很好的調(diào)光線性度，可準(zhǔn)確地進(jìn)行0.4%-100%的調(diào)光，匹配度為±1%.

飛兆半導(dǎo)體技術(shù)市場(chǎng)行銷經(jīng)理Wayne Seto說(shuō)。在中國(guó)和全球其它地區(qū)，手機(jī)LED驅(qū)動(dòng)電路正從電荷泵架構(gòu)轉(zhuǎn)向串聯(lián)升壓架構(gòu)。因?yàn)楹笳卟粌H效率更高，而且能驅(qū)動(dòng)更多LBD,從而支持更大顯示屏幕。隨著智能手機(jī)和較大LED顯示屏不斷普及，驅(qū)動(dòng)七個(gè)或更多LED的需求曰益普遍。而最好的方法是通過(guò)串聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)的LED,使到每個(gè)LED的亮度相同；而由于電荷泵是以并聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)LED,因而無(wú)論屏幕多小，并聯(lián)通道的電流（即亮度）都會(huì)有某些差異。從七個(gè)以上LED的設(shè)計(jì)版圖角度來(lái)看，如果采用電荷泵LED驅(qū)動(dòng)器，PCB（印制電路板）的版圖會(huì)比較復(fù)雜：而采用串聯(lián)升壓LED驅(qū)動(dòng)器就簡(jiǎn)單得多。對(duì)于注重成本的手機(jī)來(lái)說(shuō)，線性LED驅(qū)動(dòng)器是一個(gè)發(fā)展方向，取其電路簡(jiǎn)單，而且易于納入設(shè)計(jì)。不過(guò)，電荷泵方案在成本敏感的產(chǎn)品領(lǐng)域和低中端手機(jī)中仍將被廣泛應(yīng)用。

部分hED驅(qū)動(dòng)器供應(yīng)商特點(diǎn)及產(chǎn)品

凌力爾特的高亮度LED驅(qū)動(dòng)器IC具有以下典型特點(diǎn)：寬輸入/輸出電壓范圍：高達(dá)IOOV;高效率轉(zhuǎn)換：高達(dá)95%:嚴(yán)格調(diào)節(jié)的LED電流匹配：在整個(gè)溫度范圍內(nèi)低于2%等。例如，LT3743是一種同步降壓型DC/Dc轉(zhuǎn)換器、為提供恒定電流以驅(qū)動(dòng)大電流LED而設(shè)計(jì)。新推出的LT3754解決了用白光LED給大型平板顯示屏提供背光照明時(shí)所遇到的驅(qū)動(dòng)白光LED設(shè)計(jì)難題?？捎糜诰哂?6英寸或更大平板顯示屏的高清電視機(jī)（HDTV）。

·BPSemi（晶豐明源半導(dǎo)體）的LED燈具用驅(qū)動(dòng)Ic都采用了本地振蕩頻率抖動(dòng)的先進(jìn)技術(shù)。大大簡(jiǎn)化了應(yīng)用電路抗EMI部分。有效地降低了應(yīng)用成本和PCB板的面積。如BP1360/1的典型應(yīng)用只需要5個(gè)元器件，廣泛應(yīng)用于直流LED照明和LCD-TV的側(cè)背光。BP2808則是采用恒流補(bǔ)償技術(shù)電流控制專利設(shè)計(jì)為LED光源提供恒定供電電流，在AC85~305v輸入范圍內(nèi)輸出恒流精度優(yōu)于2%,已經(jīng)成功應(yīng)用在上海世博會(huì)上海館室內(nèi)照明。

PI可提供高效的LED驅(qū)動(dòng)器電源IC:在所有集成解決方案中具有很低的空載功耗和良好的待機(jī)功率性能：是公認(rèn)的可靠的電源轉(zhuǎn)換解決方案；集成度很高的解決方案，包括元件數(shù)目少，eBOM成本很低，易于設(shè)計(jì)和通過(guò)認(rèn)證：全球?qū)崟r(shí)的當(dāng)?shù)丶夹g(shù)支持。PI所推出的三款LED驅(qū)動(dòng)器Ic解決方案可從網(wǎng)頁(yè)上下載。例如使用HiperPLC（PLCSIOPG）設(shè)計(jì)的150W功率因數(shù)校正LLC電源，適合高功率LED路燈。

Oiodes在2008年收購(gòu)了zetex公司。同時(shí)也掌握了先進(jìn)的Buck LED驅(qū)動(dòng)器技術(shù)。Diodes的三大LED驅(qū)動(dòng)器技術(shù)包括：Diodes的解決方案很精簡(jiǎn)：只需4個(gè)外部元件，效能表現(xiàn)卻超過(guò)90%;擁有高功率密度的加鉛封裝，其TSOT23-5封裝比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手具備更低的熱阻，可用于最新一代取代傳統(tǒng)電燈的小型電路板LED;擁有完整的解決方案：具有離散式Ic集成電路能力，可以同時(shí)提供LED驅(qū)動(dòng)器以及LED照明解決方案中所需的整流器元件。

德州儀器（TI）擁有一系列LED驅(qū)動(dòng)器解決方案，諸如高功率DC/DC升壓LED驅(qū)動(dòng)器（TPS61500）、高壓DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器（TPS61 175），及降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器（TPS62110）電源管理芯片。這三款產(chǎn)品可支持高達(dá)18v的輸入電壓并具有較小的電壓基準(zhǔn)，有助于改進(jìn)LED電路設(shè)計(jì)。此外，這些低能耗產(chǎn)品具備多種功能，可廣泛應(yīng)用于指示牌、環(huán)境照明、辦公照明、普通照明、醫(yī)療及傳感器等各種LED應(yīng)用。

Intersil有針對(duì)各種應(yīng)用的一系列LED驅(qū)動(dòng)Ic產(chǎn)品線，包括汽車：高端筆記本、POS顯示屏和顯示器背光：手持式產(chǎn)品：通用照明系統(tǒng)。LED驅(qū)動(dòng)器可以配置成無(wú)電感白光LED驅(qū)動(dòng)器，用于并聯(lián)的LED,或是基于電感的白光LED驅(qū)動(dòng)器，這是用于串聯(lián)的LED.拓?fù)浒ㄉ龎悍€(wěn)壓器LED驅(qū)動(dòng)器、降壓穩(wěn)壓器LED驅(qū)動(dòng)器，和升降壓LED驅(qū)動(dòng)器。對(duì)于這些應(yīng)用。ISL97671.81系列可以在寬范圍肉高效地驅(qū)動(dòng)72pc（6通道版本）和48pc（4通道版本）的低功率LED.

美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體（NS）z006年已是全球最大的LED驅(qū)動(dòng)器供應(yīng)商，市場(chǎng)占有率超過(guò)14%.該公司有一系列的高壓產(chǎn)品工藝，定義是在100V范圍內(nèi)。這種高壓應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)包括高效率，能夠驅(qū)動(dòng)多串LED（達(dá)到16個(gè)LED），可用于汽車、工業(yè)照明、建筑照明。2D09年2月，NS又推出全新的離線式恒流控制器--LM3445,優(yōu)勢(shì)在于可以支持具備三端雙向可控硅（TRL&C）正向或反向相位控制功能的傳統(tǒng)入墻式調(diào)光器。

飛兆（Fairchild）半導(dǎo)體將集中發(fā)展升壓技術(shù)，以及提高效率和功能性，并降低客戶的設(shè)計(jì)難度。飛兆半導(dǎo)體在LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)在于能夠了解客戶的需求和應(yīng)用，從而開(kāi)發(fā)盡可能好的照明解決方案。

O2Micro方案解決LED燈組過(guò)熱和提高效能。為了克服現(xiàn)今市場(chǎng)上LED街燈組電池壽命過(guò)短與LED燈組過(guò)熱的問(wèn)題。O2Micro率先開(kāi)發(fā)出Cool Driver Circuit（OZ9986A）的方案。針對(duì)40~200W的街燈應(yīng)用。提供LED燈組良好的演色系及色彩均勻度、并憑借其優(yōu)越的效能達(dá)到節(jié)能低碳的效果。LED背光應(yīng)用中，在調(diào)光模式上，考慮到成本f無(wú)需改線或增加調(diào)光開(kāi)關(guān)），O2Micro提供了一種非TRICA的三段式調(diào)光。