編者按：LED應用的快速發(fā)展,給LED驅動廠商帶來了新的市場機遇。隨著LED照明應用的加速推進，越來越多的廠商開始關注這一市場。本期LED驅動專題特邀業(yè)內(nèi)主流IC廠商針對當前市場和技術的熱點話題發(fā)表精彩觀點。
背光增長最快 照明最有潛力
□到目前為止，背光仍然是LED驅動器最主要的應用市場。
□就長期來說，照明將是LED最為重要的一個市場，預估2-3年內(nèi)將會有爆發(fā)點出現(xiàn)，到時LED照明取代傳統(tǒng)照明將成為趨勢而帶來驚人的市場。
LED驅動按應用來分有背光、顯示、照明等領域，這些領域中目前誰的增長最快，誰最有潛力?當前照明市場對LED驅動的需求如何?
邢正人
LED在中小尺寸屏幕的背光應用已經(jīng)大規(guī)模展開。在筆記本電腦、GPS(全球定位系統(tǒng))、顯示器等領域，LED背光已經(jīng)成為首選，正在逐步淘汰傳統(tǒng)的CCFL(冷陰極熒光燈管)背光。LED在筆記本中的應用在2011年將占到50%，成為主流背光源。另外，LED在液晶電視背光中也逐步開始得到應用，預計在2012年將達到10%。
照明一直是個巨大的市場。隨著LED光效的提高、成本的降低和驅動技術的成熟，LED逐步進入照明市場。政府部門也在大力推廣LED進入市政工程以宣傳和倡導綠色能源的概念。這一切都預示著LED在照明市場的潛力。一旦LED的成本降低到普通家庭可以接受的價位，市場的迅速膨脹將成為現(xiàn)實。
我們在看到LED作為照明光源美好前景的同時，也非常清楚地認識到面前的困難。除了成本，LED驅動也是一個急需解決的技術問題。現(xiàn)在的照明市場沒有一個針對LED驅動的規(guī)范，比如是否需要隔離，功率因數(shù)校正、調(diào)光、均流等都沒有相應的規(guī)范，這給LED驅動電源的標準化和模塊化帶來了困難。驅動模塊設計廠商和驅動芯片設計廠商不得不針對每一個應用設計相應的模塊或者芯片，這給資源和環(huán)境都造成了浪費。
蔣家亮
到目前為止，背光仍然是LED驅動器最主要的應用市場，特別是在筆記本電腦、上網(wǎng)本、冷陰極熒光燈替代及LCD顯示器等應用上更是如此。但隨著高性價比、超高亮度、更長壽命LED的出現(xiàn)，再結合提供豐富色彩組合和節(jié)能方面的優(yōu)勢，LED在通用照明市場迎來了快速發(fā)展，同時也為LED驅動器帶來了巨大的市場應用空間。
LED是低壓器件，對于LED照明而言，無論LED的供電電源是AC-DC轉換器、DC-DC轉換器或是電池，低壓恒流驅動都是驅動LED的關鍵所在。此外，為了保證LED照明的優(yōu)勢，LED驅動必須可靠、高效、安全(能夠承受多種故障條件)、低成本，并且還要能夠易于實現(xiàn)。因此，針對不同的LED照明應用，首先需要選擇恰當?shù)尿寗与娐吠負浣Y構。而安森美半導體提供適合于低功率、中等功率及大功率應用的寬范圍LED驅動器方案。例如，安森美半導體的LED驅動器方案中包含用于15W-50W功率的應用。從拓撲結構看，功率小于100W的中低功率LED照明應用首選反激拓撲結構，而為了提供更高能效，諧振半橋雙電感加單電容(HBLLC)則是首選的拓撲結構。此外，還要注意產(chǎn)品目標市場的能效規(guī)范問題。若有需要，還要考慮PFC，提供相應的LED驅動解決方案。
吳建興
LED在顯示屏領域發(fā)展已非常成熟，整個產(chǎn)業(yè)從顯示屏制造、系統(tǒng)開發(fā)、LED芯片開發(fā)、LED封裝到LED驅動IC開發(fā)等非常完整。驅動IC基本成為一種標準品，進入平穩(wěn)發(fā)展時期。
LED背光在手機、數(shù)碼相機、PowerDVD等小尺寸屏上的應用已經(jīng)非常成熟，近幾年也不會有很高的年復合增長率。隨著LED光通量的提高、成本的降低以及LED具有的綠色環(huán)保(CCFL背光含汞)、色域范圍廣、可進行局部調(diào)光等特性，符合目前LCDTV高清節(jié)能的發(fā)展需求。因此背光的增長點將在筆記本、液晶電視等中大尺寸屏上的應用。
目前照明市場受到廣泛的關注，主要有兩個方面的原因：1.LED燈本身的性能(包括功率及發(fā)光效率)提高很快，成本在降低，而且LED驅動技術在逐步提高，LED照明的穩(wěn)定性和可靠性都有了較大的提升;2.政策上，LED燈具作為綠色節(jié)能的產(chǎn)品，很多國家和地區(qū)都在關注和扶持。照明市場對LED驅動的需求是可靠、高效(包括功率因素)、低成本、小體積，因此要求LED驅動設計針對特定的應用市場，如LED路燈、LED射燈、LED日光燈、LED燈泡等開發(fā)一系列的LED驅動產(chǎn)品。相信隨著LED照明價格的降低以及性能的提高，LED照明勢必會全面進入潛力無限的家居照明。
廖光彬
LED在背光部分的市場已漸漸成熟，尤其在Notebook(筆記本電腦)上，預估今年底前將有近一半的Notebook采用LED背光，而后會逐年增加，成為主流。電視背光在Samsung力推側光(Edge-light)的背光方式后價格漸漸為市場所接受，這部分應該是今明兩年增長最快的市場。
桌上型Monitor(監(jiān)視器)受限于市場上對低價的追逐，LED背光在這部分的增長會顯得較為緩慢，而LED顯示屏(Billboard)的發(fā)展已進入一個穩(wěn)定期，隨著國際經(jīng)濟狀況的漸漸恢復，商業(yè)大樓外掛顯示屏的市場應該會持續(xù)成長。
而就長期來說，照明將是LED最為重要的一個市場，雖然目前仍受限于LED價格過高以及相較于一般省電燈泡效益不大的問題，但隨著科技演進，LED的價格會不斷下降，而發(fā)光效率會不斷提升，預計2-3年內(nèi)將會有爆發(fā)點出現(xiàn)，到時LED照明取代傳統(tǒng)照明將成為趨勢而帶來驚人的市場。
古瓊景
從諸多報告及上半年的出貨記錄來看，當前市場對LED驅動的需求，從2009年到2011年，以小型Notbook背光IC及室內(nèi)照明的復合成長最高，分別是39%及35%;出貨量以智能手機背光IC為最多，所以在未來三年，市場應該還是以這三個應用為主軸來發(fā)展。
茂達旗下負責LEDIC產(chǎn)品的綠達向下整合LED照明業(yè)務，成立綠明科技負責LED照明系統(tǒng)模塊及燈具的研發(fā)設計，另外，旗下異能科技也將進軍LED照明電控市場。盡管LED照明市場滲透率仍不到2%，然而LED照明已可望切入在營業(yè)場所的局部重點照明的應用市場。中國臺灣業(yè)者將憑借在同等技術規(guī)格基礎上成本大幅降低的優(yōu)勢，進軍美國及日本市場。目前影響LED照明使用時間的決定因素在于電控及IC設計。LED路燈故障的原因有90%在于電控系統(tǒng)故障。綠明科技的專長即在于散熱技術、電控以及二次光學設計，可根據(jù)終端產(chǎn)品的需求，回饋給上游的兄弟公司綠達及異能，而綠達及異能將可依據(jù)綠明的需求，設計出適合的電控及IC。
鄭文盛
照明市場在未來的增長將最快，這主要是著眼于中國大陸的龐大市場，在“十城萬盞”計劃的推動下，照明市場于今年開始，可望呈爆炸式成長。在各國政府環(huán)保意識提高的情況下，傳統(tǒng)照明方式較為耗電的缺點，也將促使各國政府將它慢慢更換為LED照明。整體來說，照明市場的龐大需求主要是因為產(chǎn)品跟人類生活息息相關。
LED驅動細分市場受關注
□在很多廠商都在瞄準高功率大電流應用的時候，有的廠商也在關注小電流驅動應用，比如汽車尾燈、裝飾照明、工作燈、柜臺照明等細分市場。
□隨著LED驅動產(chǎn)品的成長和逐步成熟，產(chǎn)業(yè)的細分是一個必然的趨勢。
隨著LED應用的拓寬，產(chǎn)業(yè)開始出現(xiàn)細分化，比如一些小功率的應用如汽車尾燈、裝飾照明等細分市場也被廠家關注，如何看這個趨勢?
邢正人
隨著某一項產(chǎn)品的成長和逐步成熟，產(chǎn)業(yè)的細分是一個必然的趨勢。MPS在關注高功率大電流應用的同時，也在關注小電流驅動的應用。事實上，由于LED壽命長、光效高、節(jié)能環(huán)保的特點，其早期應用就是從廣告牌、景觀照明等領域開始的。而且隨著LED的成熟，在這些領域的應用也越來越多，逐漸成為主流光源，市場前景看好。
蔣家亮
安森美半導體在瞄準高功率大電流應用的同時，也非常關注小電流驅動應用，并看好其發(fā)展空間。安森美半導體身為功率產(chǎn)品和電源方案的領導者，提供功率范圍在1W至500W的完整LED照明解決方案。我們的LED驅動方案用于從20mA至高于2A的寬泛電流范圍，如適合高于500mA的大電流應用的開關穩(wěn)壓器、適合于200mA至500mA中等電流范圍及低于200mA低電流范圍的線性穩(wěn)壓器等。此外，安森美半導體近期也推出用于低電流應用的NSI45系列雙端線性恒流穩(wěn)壓器(CCR)。這些新的LED驅動器具有簡單、經(jīng)濟及可靠等特點，比普通線性穩(wěn)壓器和開關穩(wěn)壓器簡單，但性能大幅優(yōu)于目前一些低電流LED應用中所用的電阻型驅動器的方案，滿足了汽車內(nèi)部/外部照明、商業(yè)標志牌及建筑物LED照明的應用需求。
吳建興
散熱和光的方向性在LED照明中是必須考慮的問題。采用小電流的多個LED方案，可以有效地解決散熱問題，同時改善LED照明中光的方向性問題。另外，目前小電流的LED芯片的光效率要高于大功率的LED芯片。高功率大電流驅動應用與小電流的驅動應用是相輔相成、互為補充的，主要還是需要根據(jù)不同的應用市場去區(qū)分。
廖光彬
高功率跟低功率的LED有不同的市場應用，可預見高功率LED將來的成本會較低，但就部分室內(nèi)照明而言，追求光線柔和及亮度均勻也是相當重要的部分。如果使用高功率LED來做臺燈或取代一般的日光燈管，在做到亮度均勻的前提下要使用較為模糊的遮光罩，這會使整體發(fā)光效率大為降低，反而不劃算。所以就目前看來，在高功率LED取得更大突破前，低功率LED仍有其市場存在的必要。
古瓊景
這些都是屬于比較利基的市場，這些市場的驅動IC基本上和室內(nèi)照明有大部分是共享的，所以廠家推廣的方式是以長尾策略去接觸客戶。
鄭文盛
每個市場都會有需求，廠商能否從市場中賺到錢，要看需求面與供給面是否平衡或是需求是否大于供給。小電流驅動應用的跨入門檻較低，相對競爭也會較大。在大家一窩蜂生產(chǎn)“Metoo”產(chǎn)品之際，的確很容易造成惡性競爭的狀況，所以該思考的是除了價格戰(zhàn)之外，應該回歸到產(chǎn)品本身，思考自身產(chǎn)品是否有創(chuàng)新之處。以LED顯示屏為例，盡管業(yè)界都知道散熱是十分重要的，但是我們卻早在兩年前，領先所有廠商，利用QFN封裝解決了顯示屏的散熱問題，在不改變電路的設計下，靠變更驅動芯片的封裝形態(tài)，進而大幅改善LED顯示屏的散熱、電磁干擾、組裝工時及成本，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定度。對迅杰而言，我們專注在高功率高電壓的應用，提供LED相關產(chǎn)品的整體解決方案。
高亮度驅動轉換效率要求高 小電流驅動關注性價比
□高亮度LED主要應用在照明領域。其電流大，要求驅動電路的轉換效率高，高溫性能穩(wěn)定可靠。
□在小電流LED驅動方面，新出現(xiàn)的線性恒流穩(wěn)壓器成為一種性價比更高的驅動方案。
高亮度與低亮度LED驅動在技術上有何不同，要滿足市場需求，對企業(yè)提出了哪些挑戰(zhàn)?顯示驅動技術與背光、照明相比有何特點?
邢正人
高亮度LED主要應用在照明領域。其電流大，要求驅動電路的轉換效率高，高溫性能穩(wěn)定可靠。MPS生產(chǎn)的MP2488在路燈應用中，轉換效率可達97%以上。
低亮度LED主要應用于背光領域。為了保證屏幕亮度均勻，有三個方面的要求：1.燈電流能得到精確的控制，并且各串LED間的電流能保持平衡;2.能方便地實現(xiàn)調(diào)光，例如，MPS生產(chǎn)的MP3388能將燈電流控制在3%以內(nèi)，各串LED間的電流也可以控制在3%以內(nèi)，并且提供了PWM調(diào)光、DC電平調(diào)光等各種方式;3.一些移動設備和液晶電視要求背光驅動芯片具有數(shù)字接口，以方便地實現(xiàn)MCU對LED的調(diào)光控制。
吳志民
小顯示屏更多采用白光 LED。升壓型LED驅動器的典型應用是背光系統(tǒng)，降壓型LED驅動器典型應用是普通照明。專門給投影儀設計的驅動器中，其驅動電流非常高，因為在投影儀中使用的LED的功率是非常大的。
美國國家半導體在2009年2月推出全新的離線式恒流控制器LM3445。該產(chǎn)品的優(yōu)勢在于可以支持具備三端雙向可控硅(TRIAC)正向或反向相位控制功能的傳統(tǒng)入墻式調(diào)光器，因此可以穩(wěn)定調(diào)控高亮度LED的亮度，確保不會出現(xiàn)光線閃爍問題。這款LED驅動器不但可以穩(wěn)定控制LED的亮度，確保亮度變化平穩(wěn)，而且還可輸出1A以上的恒流來驅動多串LED，可廣泛應用于住宅、建筑物、商業(yè)及工業(yè)專用照明領域。利用三端雙向可控硅(TRIAC)調(diào)光器調(diào)控亮度的LED燈預計會在市場上大受歡迎。
從節(jié)能的角度看，小型熒光燈(CFL)是取代白熾燈的上佳選擇。雖然這種小型熒光燈非常受消費者歡迎，但其缺點是無法利用TRIAC調(diào)光器靈活調(diào)控燈光亮度。采用LM3445芯片的照明系統(tǒng)可以解決這個問題。
蔣家亮
業(yè)界不斷開發(fā)更高亮度的LED，而高亮度LED同樣可以用于大電流、中等電流及低電流等不同應用。如前所述，大電流LED驅動應用中通常采用開關穩(wěn)壓器，提供更高的能效，并提供極佳的亮度控制。例如，像素高達500萬甚至更高的照相手機和數(shù)碼相機應用需要極高強度的閃光來拍攝高質(zhì)量的照片，市場上新的LED設計符合這個要求。但單靠鋰離子電池并不能提供足夠的峰值電流來驅動 LED閃光，實際所需要的能量可能比電池能提供的能量高出400%。針對這方面的需求，安森美半導體最新推出業(yè)界首款10A超級電容LED閃光驅動器NCP5680，用于超薄照相手機和數(shù)碼相機。這器件集成了超級電容充電、浪涌電流管理和LED電流控制所需的全部電路，內(nèi)置的DC/DC轉換器基于高能效的電荷泵開關穩(wěn)壓器結構，同時這器件中的I2C寄存器讓用戶能實時調(diào)節(jié)LED輸出電流及閃光持續(xù)時間。它使鋰離子電池支持更多耗電功能(如變焦、自動對焦、音頻、視頻、無線傳輸、GPS數(shù)據(jù)讀取及射頻放大)更長時間的工作，從而使智能手機提供更加豐富的功能同時，也可以不放棄纖薄型設計。
在小電流LED驅動方面，可以采用普通線性穩(wěn)壓器，或安森美半導體最新推出的線性恒流穩(wěn)壓器(CCR)。該線性恒流穩(wěn)壓器基于安森美半導體專利的自偏置晶體管(SBT)技術，結合自身超強的工藝控制能力，成為一種比開關穩(wěn)壓器和普通線性穩(wěn)壓器經(jīng)濟、但在性能上又比電阻型驅動高出許多的驅動方案。
吳建興
相對于低亮度LED驅動而言，高亮度LED驅動一般會更多應用在高壓大電流狀態(tài)，對工藝及電路的可靠性設計提出了更高的要求。在設計中，必須更多考慮電路在各種狀態(tài)下的安全性。而低亮度LED驅動產(chǎn)品如果應用在顯示領域，需要更多考慮數(shù)據(jù)傳輸及恒流瞬態(tài)響應能力。
LED顯示屏的驅動一般是多通道恒流源(目前多數(shù)為16通道)再加上灰度控制等功能，IC上不集成DC/DC等電源模塊，而在背光和照明驅動中，通道數(shù)會少一些，而且DC/DC轉換模塊通常是IC的一部分。
LED顯示屏非常注重屏的刷新速度和圖像表現(xiàn)能力，高匹配度、高刷新率和高分辨率成為判斷一個LED顯示屏性能優(yōu)劣的重要指標。這要求LED顯示屏驅動IC通道間電流的高一致性、高速的通信接口速率以及恒流響應速度。士蘭微目前有一款SD16729是針對LED顯示屏領域而推出的產(chǎn)品。
廖光彬
高亮度LED跟低亮度LED在驅動技術上并無太大的不同，但就應用的方式而言則有所區(qū)分，低亮度LED主要是小電流的驅動，大多使用MOS內(nèi)建的IC，而且多串并聯(lián)所引起的問題也較小。而高亮度的LED當消耗功率較大時，往往會選擇將MOS外掛的方式，而且多不允許采用多串并聯(lián)的設計，LED的并聯(lián)會導致不同串的電流不同，誤差有可能達到±20%甚至更高，部分LED會因此過熱而影響到產(chǎn)品的壽命。此問題容易出現(xiàn)在將高功率LED并聯(lián)的設計上。
就LED照明而言散熱仍是一大挑戰(zhàn)，LED較傳統(tǒng)照明多了一項在電源上的功率消耗，這部分產(chǎn)生的熱量往往會引起先前所沒預料到的問題，如何將系統(tǒng)溫度降低進而延長產(chǎn)品壽命，應該是目前最需要面對的問題。
顯示屏的驅動與背光技術的應用大多屬于低功率LED應用的范圍，照明驅動則大多屬于高功率應用的范圍，驅動的瓦數(shù)及電流均不相同。顯示屏驅動的技術著重于LED灰階線性度及快速的輸出響應。背光廠則采用多并多串的架構使得需要的操作電壓高達50V～60V，這會使驅動IC所需要的工藝技術提高，在串高電壓后每個LED的VF的差異度便需要列入考慮，這對整體的電源效率及定電流(ConstantCurrent)控制會有很大的影響。
照明的驅動技術著重在于提高LED電源轉換效率及調(diào)光的技術，立锜科技對各式LED的驅動方案，包括背光、照明及顯示屏，都有多種方案可供選擇。
古瓊景
高亮度LED驅動與低亮度LED驅動在技術上有許多不同的要求，主要是安全規(guī)范的差異和成本的要求。高亮度LED驅動安全性要求高，不管隔離式還是非隔離式架構，都要符合安全規(guī)范，相對單價就可以拉高，而驅動效率就可以相對做好一些。
低亮度LED驅動因為成本要求低，所以會犧牲掉一些效率或功能，只要符合基本需求即可。大致來說，技術上沒有太大差異，就是在安全規(guī)范和成本上取得一個平衡。
鄭文盛
高亮度LED驅動與低亮度LED驅動在技術上最大的差異在于電流的差異。對于迅杰科技而言，并無造成任何困擾，但現(xiàn)階段我們的產(chǎn)品策略重點在研發(fā)高亮度LED驅動IC上，因為該市場門檻較高，需一流的研發(fā)團隊方能提供高質(zhì)量的產(chǎn)品，無形中會減少競爭。就產(chǎn)品特性而言LED顯示屏是以定電流做驅動，背光與照明是以 PWM與 ChargePump的方法驅動。迅杰科技具備這兩種不同的驅動技術。
（夾心）
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