LED灯具驱动技术发展趋势分析.doc

LED灯具驱动技术发展趋势分析 　时间：2010-06-08　浏览1137?次 【字体：大 中 小】 科技进步日新月异，科技创造人类的新生活。近几年，全球人类共识：未来与绿色环保节能相关的产业前景光明灿烂。led照明产业首当其冲，将展现无限的生命力、无穷大的海量市场。2009年LED照明产业丝毫没有受全球经济危机的影响，在中国政府的大力推动下，中国LED照明产业正快速走热，2009年成为LED照明元年，中国LED照明产业链在此经济危机中快速成长和完善，LED新一代照明技术迅速发展，带动LED照明产业链的数以千百万家企业欣欣向荣。 　　LED光源是一颗耀眼的明星，基于LED可以做成形形色色、千变万化的照明和灯饰灯具、LED广告大屏、LED信息屏、手机和MP3/MP4等消费电子的显示屏背光、笔记本电脑和LCD-TV显示屏的背光。 　　LED光源的正常工作发光，离不开驱动IC。本文就最近阶段LED照明灯具驱动技术发展趋势而言。 　　LED照明灯具的基本架构 　　LED照明灯具的基本架构是：LED光源 + 驱动电源 + 灯具金属/塑料结构件。LED光源涉及LED灯具产品的亮度、色彩、寿命；驱动电源涉及LED灯具产品的电气性能和稳定性、可靠性、寿命；金属/塑料结构件涉及LED灯具产品散热性能和造型时尚新颖，以及不同的应用场合。 图1 LED照明灯具的基本架构 　　LED光源高效节能而无碳排放 　　LED光源是固体发光的新一代光源，LED光源作为绿色、节能、省电、长寿命的第四代照明灯具而异军突起、广受关注、如火如荼迅速发展。LED光源作为第四代新型节能光源诞生之时即被用来做各类灯具的发光光源。作为光源的白炽灯其发光效率只有百分之五，而LED光源的发光效率几乎接近百分之九十。LED照明以其高节能、长寿命、利环保的特点成为大家广为关注的焦点。这几年高亮度的LED光源因其制造技术突飞猛进，而其生产成本又节节下降，如今几乎所有的灯具都可以使用LED光源作为高亮度、高效率而又省电、无碳排放的照明光源。 　　LED光源点亮需要驱动IC 　　目前的DC LED光源是低电压（VF=2→3.6V）、大电流（IF=200→1500mA）工作的半导体器件，必须提供合适的直流恒定电流才能正常发光。直流（DC）驱动DC LED光源发光的技术已经越来越成熟，由于我们日常照明使用的电源是高压交流电（AC100-220V），所以必须使用降压的技术来获得较低的电压，常用的是开关电源降压，然后将交流电（AC）变换成直流电（DC），再由驱动IC变换成直流恒流源才能促使LED光源发光。因此直流驱动LED光源的系统应用方案必然是：开关电源 + 恒流源。LED灯具里必然要有一定的空间来安置这个电源模块，但是对于E27标准螺口的灯具来说空间十分有限，很难安置。无论是经由开关电源或是其它方法降压，系统都会有一定量的损耗，DC LED灯具在交流、直流电之间转换时约8～25%的电力被损耗，系统效率很难做到90%以上。因此提高转换效率一直是电源芯片和电源制造商追求的目标。 　　常见LED光源驱动IC 　　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光源驱动的低成本而不安全的方案是用阻容降压的方法来实现的，如先前的圣诞灯饰；低成本的驱动还可以用CCR和LDO，它们的驱动电流都不大，CCR只能驱动0.5W以下的LED，如0.06W的草帽灯，LDO用稳压的方法可驱动1W的LED，但对LED光源的寿命不利；DC/DC→恒流源可能是目前已知的最理想方案之一了。 　　常见LED光源驱动IC及其功能表： ?DC/DC恒流源驱动IC 　　DC/DC恒流源驱动IC是直接为LED光源提供恒定直流电源的。使用最多的是用DC/DC-Buck来做降压型恒流源，降压型恒流源好比从大水库取水，因此恒流特性稳定、供应能力强。用DC/DC-Boost来做升压型的恒流源，好比从水渠往上提水，输出电压可高于输入电压，如要求输出电流较大时需要扩流。 　　LED光源往往是串、并联应用来扩大灯具的亮度，由于LED光源具有一定的离散性，因此多个串联应用比并联应用来得更合理，可降低对LED光源一致性要求。用DC/DC-Buck来做降压型恒流源，多个LED光源串联以后需要的总电压不能高于DC/DC-Buck的输入电压，如能低2V是最理想的，此时恒流源的效率可大于90%。为此新一代的DC/DC-Buck恒流源IC的一些主要指标会有质的提高，Vin=5-70V，甚至Vin=5-100V，这样的芯片可达到汽车电子应用的基本条件，输出电压也可满足串接近20-30个LED光源的要求。提高Vin的电压关键是集成电路的制造工艺。