背光及照明用LED驱动IC技术分析

就目前手机用LED驱动IC而言，一个DC/DC(Boost)的售价是0.12 美元～ 0.15 美元,一个电荷泵的售价是0.20 美元～0.25 美元,一个恒流源的售价是0.09 美元～0.12 美元，一个LDO 只有几美分，对于降低手机背光驱动单元成本，有一定的空间，今年来不少普及型手机都已选用。手机背光LED驱动芯片的演变如图1 所示，手机LCD背光如图2 所示。

　　手机除了彩屏背光需要LED驱动IC，手机的键盘背光，手机相机的闪光灯也需要LED驱动IC。其特点是低电压、小电流，因为是以电池为能源的。

　　没有RF 部分的消费电子产品的LCD 屏背光驱动可以选用DC/DC 开关稳压器，LED 一般是N 串联+N 并联使用，工作电压略高，工作电流较小。多个LED 的串并联可作较大的LCD屏背光源，如图3 所示的LCD 电子灯箱。此外，还有如LED 手电筒。

移动手持显示产品背光LED 驱动IC 的选择

　　移动手持显示产品背光LED 驱动IC 的选择，按LCD 的面积来设定需要LED 点光源的个数；按LED 的N 串N 并的点亮方式来选择不同工作原理、不同输出能力的LED 驱动IC；1.8英寸～3.5 英寸手机用LCM 其LED 点光源是2 颗～4 颗LED；3.5 英寸～8.0 英寸MP3、MP4、PDP、GPS、PND、DPF 用LCM 其LED 点光源是6 颗～28 颗LED；12.1 英寸～15.4 英寸笔记本电脑用LCM 其LED 点光源是48 颗～60 颗、60 颗～72 颗LED；手机有RF 怕干扰，因此大多数不选用以电感器为电能储存器的DC/DC Boost；没有RF 的消费电子产品，大多选用DC/DC Boost，因其能输出较高电压和有较高效率；常用LED 驱动IC 的有电荷泵(Charge Pump)、恒流源(Constant current)、电感升压开关稳压器(DC/DC Boost )。背光LED 驱动IC 的选择如表1。

家庭用LED照明灯驱动器

　　家庭用的照明灯目前还没有成熟的产品，家庭用的照明灯的功率要求10W 以上。目前市售的1W～5W LED 灯在家庭只能作为壁灯和辅助照明用，因为它们的亮度还达不到白炽灯、荧光节能灯的要求，还不能作为书写阅读照明用。现在的高亮度LED 灯价格十分昂贵，非一般老百姓能享用的。

　　白光LED 技术突飞猛进，用作照明灯源的单颗芯片的LED，其功率越做越大，已经大批量生产投放市场的有1W、3W、5W、10W、20W、30W、50W、100W，发光亮度最大已达到4400lm。

　　大功率照明用LED 其封装从成品来看是单颗芯片的，其实是用N 颗LED 管芯封装在一个单位里的。它们的排列组合是串并联，它们是N 个串联，再N 个并联，然后由二点联接电源。大功率照明用LED 的大批量生产给最终生产照明用LED 灯创造了必须的条件和物质基础。

　　高亮度和大功率LED 照明灯进入家庭用在应用技术上还有技术瓶颈亟待解决，主要是芯片散热(热量管理)、发光亮度(流明)和EMI/EMC，成本下降也是一个关键问题。家庭照明用LED 驱动IC 技术还在攻坚中，驱动芯片需要采用700VBCD 高压工艺；芯片内的MOSFET 要做好热量管理，要考虑驱动IC 的散热设计；AC 到DC 恒流源各功能芯片整合在一个封装内的SoC 需要创新一个新的电源芯片模式。家用LED 照明灯样品如图4。

　　近年MR16 射灯其发光源已从低效率的卤素灯泡顺利过度到绿色节能、高效、长寿命的LED IC。MR16 射灯使用12V 的AC-DC 电源，使得低电压、大电流的LED 驱动IC 迅速进入灯具行业，降低了应用技术的门槛。AC12V 经四个SS14 桥式整流即有14V～18V 的直流可供PT4115 LED 驱动IC 工作，可点亮一颗3W 或三颗1W 的高亮度LED IC，系统应用器件很少，是十分经济有效的方案。图5 是PT4115 应用电原理图，图6 是MR16 射灯新恒流源板实物。

　　开关电源式恒流源可能是AC 到DC 恒流源比较有效的方法之一。开关电源的效率高达65%～85%。电源效率的提高使设备制造商得以将待机电流降低到Energy Star(能源之星)和Blue AngEL(蓝天使)认证所需的水平。
　　家庭用的照明灯采用白光LED 是科技发展的必然趋势。家庭用白光LED 照明灯发光效率高、使用寿命长是不争的事实，只是目前还需等待产业化生产的技术成熟和成本的进一步下降。荧光节能灯从产品诞生到进入千家万户百姓家庭普及也差不多经历了十年的时间。家庭用照明灯的发光效率及平均寿命比较如表2。

　　 欧美等国在 2007 年2 月和3 月分别通过政府决议，在未来二年逐步取消白炽灯，提倡使用节能灯和LED 照明灯。由此，LED 照明灯进入千家万户揭开序幕，其市场需求量将是一天文数字。集成电路和灯具厂商纷纷开始行动，奔向这个巨大市场。

　　大功率照明灯用 LED 制造技术突飞猛进，今天已经能大批量生产了，而且在向增加LED发光效率(lm/W)方面努力；从AC 到DC 恒流源输出、经济而有效地驱动大功率照明灯用LED 的芯片还需要更多的集成电路开发厂商投入，迎合未来市场的创新设计是赢得高利润回报的先决条件，抓住机遇、发挥创造力、配合必要的财力和物力是企业成功的理念。