LED智能照明對驅(qū)動IC的新要求

在國際照明大廠競相投入下，智慧照明市場正快速升溫。為與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)燈具架構(gòu)相容，智能照明的LED驅(qū)動器與封裝技術(shù)變革早已啟動。由于智能照明系統(tǒng)電路板設(shè)計空間極為有限，因此LED驅(qū)動器與封裝企業(yè)加速研發(fā)整合驅(qū)動電路和LED光源光電一體化方案，以及DOB(Driver on Board)和COB(Chip on Board)等新式封裝技術(shù)。

DOB技術(shù)賣點與固有缺陷

“DOB是指驅(qū)動芯片直接安裝到散熱基板上的解決方案”，英飛凌臺灣科技有限公司高級經(jīng)理Mr Edward Chang向記者談道。

他指出，目前有許多LED封裝企業(yè)都在研究這一技術(shù)方案，但基本上只有兩種方法可以做到這一點：即LED驅(qū)動器的開關(guān)處于超高開關(guān)頻率狀態(tài)，或者是沒有任何開關(guān)的狀態(tài)。后一種方案相對比較成熟，可以把它作為AC驅(qū)動的LED線性驅(qū)動器。”

同時，他表示，這種集成電路IC的主要賣點是無需電解電容器，但無可避免地會有一些缺陷,比如：

- 低頻率的100Hz/120Hz閃爍。所有LED在AC線路電壓的零交點時都會關(guān)閉，這將導致非常糟糕的“光品質(zhì)”。有研究表明，它可能會引起人的頭痛或眼睛疲勞。

- 輸入功率變化大。由于“線性”控制，通過LED的電流將會根據(jù)AC線路電壓的變化而變化。更高的AC線路電壓將導致更高的LED電流，這樣LED驅(qū)動器將要承受更多的熱能，這代表亮度也將發(fā)生變化。

- 過度驅(qū)動LED。為了實現(xiàn)與直流驅(qū)動的LED驅(qū)動器有相同的光輸出，這需要更多的LED(成本較高)，或過度驅(qū)動LED(低光效和低可靠性)。

Mr Edward Chang指出，目前，市場上有許多IC制造商都可以提供類似的解決方案。盡管有些企業(yè)在嘗試解決上面所提到的問題，但還是會有一些副作用產(chǎn)生。他表示，今天在市場上的趨勢是從B2C轉(zhuǎn)向B2B和商業(yè)照明，并且通常對”光品質(zhì)”有一定的要求。

數(shù)字調(diào)光成新的技術(shù)戰(zhàn)場

智能照明不僅牽動LED驅(qū)動器架構(gòu)轉(zhuǎn)變，也將促進新的電路布局及調(diào)光(Dimming)技術(shù)陸續(xù)出現(xiàn)，從而實現(xiàn)更便利、更低成本的數(shù)位化控制方案。有業(yè)內(nèi)人士預計，未來1—2年將是LED照明邁向數(shù)位調(diào)光的關(guān)鍵期，相關(guān)的LED驅(qū)動芯片及系統(tǒng)解決方案有望大量出爐，成為供應鏈業(yè)者新的技術(shù)戰(zhàn)場。

據(jù)了解，數(shù)字化照明控制器產(chǎn)品系列將解決LED照明面臨的多個常見問題，譬如與光品質(zhì)相關(guān)的100Hz/120Hz低頻閃爍、調(diào)光器兼容性，不同線電壓和負載條件下的電流精度，以及LED的不同分檔等。

靈活選擇不同的控制方案、參數(shù)和協(xié)議可進一步提高能效。這可以讓人造光與從黎明到夜晚、從春天到冬天的環(huán)境變化保持協(xié)調(diào)。這樣人們就可以利用智能手機和平板電腦等移動終端，隨意控制LED的亮度與色溫，通過改變光色營造不同的氛圍。此外，明亮的燈光還能在黑夜為人們帶來安全感。英飛凌的數(shù)字照明控制器的設(shè)計目標是，通過接駁外置微控制器的接口，支持智能照明控制方案，例如環(huán)境光感測、隨日光的增強自動調(diào)暗、色溫調(diào)節(jié)等。

據(jù)Mr Edward Chang介紹，在最近的法蘭克福展中，英飛凌已經(jīng)成功地展示了下一代數(shù)字電源產(chǎn)品和高功率LED系統(tǒng)。英飛凌的下一代AC / DC數(shù)字電源產(chǎn)品為LED提供了出色的電流精度，滿足了在很寬的輸入和輸出電壓范圍內(nèi)進行1-10V調(diào)光并且無次級反饋的要求。

英飛凌的DC/DC LED驅(qū)動器ILD6070/6150提供了獨特的熱管理功能，允許客戶通過一個電阻自由地設(shè)定過溫保護跳閘點。在光管理中，英飛凌推出了基于ARM的Coretex-M0 XMC1000系列，包括專用BCCU，亮度和顏色控制單元，以提供顧客基于PDM(脈沖密度調(diào)制)專利的 “無閃爍的”調(diào)光控制和“顏色線性漸變”的絢麗的色彩混合，而 24GHz雷達傳感器則為客戶提供大面積和遠距離覆蓋范圍的應用，如高棚或室外路燈。

Mr Edward Chang還提到：“智能照明是物聯(lián)網(wǎng)浪潮和云計算的一部分，網(wǎng)絡(luò)安全應該成為最重要的議題之一，英飛凌的OPTIGA安全微控制器是保證網(wǎng)絡(luò)安全的專家。

LED驅(qū)動器正走向成本驅(qū)動領(lǐng)域

隨著LED光源功率不斷攀升，終端產(chǎn)品價格持續(xù)下降，LED驅(qū)動IC占整體照明燈具成本的比重愈來愈突顯，芯片商也競相加碼開發(fā)更高整合度的線性驅(qū)動方案，以滿足系統(tǒng)廠商縮減物料清單(BOM)成本需求。

“一方面，LED驅(qū)動器正在朝著一個更智能的方向發(fā)展;另一方面，LED驅(qū)動器正在走向成本驅(qū)動的應用領(lǐng)域，比如換裝市場。”Mr Edward Chang向記者談到。

Mr Edward Chang表示，成本可能來自不同的方面。例如，LED產(chǎn)品越來越關(guān)注在浪涌電壓的保護能力?？蛻艨梢詻Q定他們是否愿意把錢花在浪涌保護裝置或同時擁有電涌保護裝置又有更多附加值的電源產(chǎn)品上，或者花在提高可靠性方面。此外，英飛凌的下一代數(shù)字電源產(chǎn)品將幫助客戶不僅能夠降低他們的BOM成本，而且要節(jié)省他們的開發(fā)成本和庫存管理成本。

談及英飛凌未來的產(chǎn)品研發(fā)方向，Mr Edward Chang向記者透露，節(jié)能照明是LED驅(qū)動器IC和智能LED照明的新藍海，為了實現(xiàn)節(jié)能照明的目標，需要做很多的工作，而LED驅(qū)動器是其中的一部分。在未來5年英飛凌的產(chǎn)品路線圖是包含LED驅(qū)動器IC的下一代功率半導體技術(shù)。英飛凌將不僅從LED驅(qū)動器IC的設(shè)計和概念上進行創(chuàng)新，還將會從產(chǎn)品線上創(chuàng)新，英飛凌期待有更完整的技術(shù)和產(chǎn)品覆蓋到整個燈具市場應用中。