全球LED驱动IC新品创新技术分析

　　下表为LED显示屏幕驱动关键指标。

　　表3 LED显示屏幕驱动关键指标

2.5 LED汽车照明驱动

　　对汽车应用来说，LED有极大的吸引力，长寿命、抗震、高效、对光源良好的控制能力，都是它的优势。当然，相对于白炽灯，LED需要驱动电路，还有汽车电气是靠酸铅蓄电池供电的，是机械驱动的交流发电机充电，这类电池适合白炽灯，不适用LED，因此，设计一种稳压性能良好而又低噪声的驱动电路是十分必要的。汽车电源的变化范围是很大的，在8V-18V之间，峰值电压可达几十伏。此外，高亮度LED驱动电流大，会在电阻上产生大量的热量，使散热设计复杂化。

　　图五所示是现代汽车中的各种LED照明应用。在汽车内部，有几种采用各种类型LED的“标准内置”照明模块。有些是单个LED，而像导航仪表板背光照明等另一些应用则需要LED阵列。在外部照明方面，LED也得到了认可。现在超过40%的中央高位刹车灯已经采用红光LED。另外，奥迪（Audi）2008 A8采用大电流LED阵列作为白天行车灯（DRL）。雷克萨斯（Lexus）600轿车和奥迪R8包括前灯在内的全部外部“前向照明”都是由LED完成的。类似地，甚至更多中档汽车和很多摩托车也采用了彩色LED阵列作为刹车/转向信号指示灯。

　　图5LED照明在现代汽车中的典型应用

　　下图为汽车照明驱动系统结构图

汽车内部、中间高位刹车灯、尾灯

　　图6汽车照明驱动系统结构图

　　下表为汽车照明驱动常用拓扑结构表格

　　表4 汽车照明驱动常用拓扑结构

2.6 调光技术-模拟、PWM和TRIAC调光

　　LED调光解决方案及规范一直在不断变化，直到现在还未固定下来，所以现在市场上存在PWM、模拟及可控硅（TRAIC）三种调光方案。

　　PWM和模拟方法是其中较简单的，但需要构建调光基础架构和新的调光控制器。模拟调光方案的缺点是，LED电流的调节范围局限在某个最大值至该最大值的约10%之间（10:1调光范围）。由于LED的色谱与电流有关，因此这种方法并不适合于某些应用。PWM调光方案则是以某种快至足以掩盖视觉闪烁的速率（通常高于100MHz）在零电流和最大LED电流之间进行切换。该占空比改变了有效平均电流，从而可实现高达3000:1的调光范围（仅受限于最小占空比）。由于LED电流要么处于最大值，要么被关断，所以该方法还具有能够避免在电流变化时发生LED色偏的优点，而在采用模拟调光时这种LED色偏现象是很常见的。

　关于TRIAC，说法不一：

　　TRIAC调光是业内非常热的一个话题，最初，TRIAC调光器是为白炽灯而设计的，但大多数用户希望相同的TRIAC调光器也能对替代的LED灯进行调光。

　　观点一：飞兆半导体公司高压IC产品行销经理SangCheol Her表示看好TRIAC调光方案的市场前景，可控硅（TRIAC，2线调光）将成为非常流行的解决方案，因为这种技术可以完全使用传统的系统而不需任何改变。而且，它还能够扩展为3线调光，以避免出现与低功率因数值相关的缺陷。”

　　观点二：Cytech产品及设计部工程师徐瑞包认为调制方式的选择不应该决定于LED的功率。而应决定于终端产品的应用要求。比如，显示背光或者LED装饰灯可能会选用PWM的调光方式，颜色一致性好，亮度级别高。但是对于一般的家用照明或者商业照明，模拟调光或者TRIAC也可以选择，不过会产生色偏，并且调光的级别会很低。”TonyArmstrong也指出，最终用户所采用的调光方法在很大程度上将由LED本身的最终用途来决定。例如，在LED用于给显示器提供背面照明的汽车信息娱乐系统中，环境照明的亮度变化范围是非常宽的，既有阳光充足时的无比明亮，也有无月之夜的漆黑一片，可谓千差万别。由于人眼对于环境照明条件的轻微变化极其敏感，因此需要3000:1的宽调光范围。这将要求LED驱动器电路采用PWM调光方法。不过，他补充道：“在LED街灯中，由于这种灯常常要么处于接通状态要么处于关断状态，因而只需要一个有限的调光范围即可。在这种场合中，仅需采用一种简单的模拟调光法便能满足要求。”

　　观点三：安森美半导体中国区高级应用经理郑宗前认为市场上TRIAC调光器的应用方案应该只是过渡性的，长远来说，应该会用PWM调光。主要的三点决定性因素为：1）用PWM 调光从零到最光，都不会有闪烁的现象。2）性能会更好。因为调光输出功率采用了功率因数校正电路，这是配合全球对灯光采用功率因数有强制性的要求，虽然一般从25 W开始有这要求，但美国要求灯光从零瓦起已需强制性功率因数校正电路。如采用TRAIC调光将牺牲功率因数和增加了电路的复杂性。因此，采用PWM调光可以提供最好性能的选择，也是未来的趋势。3）成本会更好。用PWM调整占空比，不需要太多额外的控制电路成本。” 英飞凌科技有限公司电源管理业务部产品市场总监Alexander Sommer也表示看好PWM调光方案前景，他说：“与模拟调光方法相比，LED的PWM调光方法有以下优点：1）效率更高;2）不管调光程度有多大，允许LED一直在优化的和恒定的电流下工组;3）在整个调光范围内LED颜色色调保持一致（颜色色调像流明输出一样随LED工作电流而变化）。”

　　为了在连续调光时实现无闪烁，大多数客户喜欢选择PWM调光，因为它可提供更大的调光范围和更好的线性度。取决于你正在使用的调光频率，闪烁现象可以降到最小。模拟调光更容易实现，因为它只需要一个DC电压就可以无闪烁地对LED进行调光。对于由多个LED构成的大功率照明应用，确保每个LED具有均匀的亮度且不产生任何闪烁也成为了主要的设计障碍，但PWM方法很容易解决调光时的闪烁问题。

如前所述，小于25W的LED照明应用主要是替换标准白炽灯和卤素灯。在这一功率范围上，最可能的一个应用就是替代由基于TRIAC（双向可控硅）的逐步削减入墙式调光器控制的白炽灯或节能灯。目前市场上有前沿和后沿削减调光器，这为整体兼容性带来了挑战，因为从EMI的角度来看TRIAC调光是很差的。

　　“对于要求最佳性价比的非调光应用，使用像英飞凌NCP6561这样的DCM PFC的单级PFC反激拓扑是一个合适的选择。”英飞凌科技有限公司电源管理业务部产品市场总监Alexander Sommer认为，“25W及以上功率范围LED照明应用面向更多的专业市场。调光控制方法的选择将取决于它是替代型还是新安装型。数字照明控制（如DALI或无线解决方案）允许对调光水平进行更精确的控制、以及更多的功能，如日光下调光和占空比感应。替代型安装可能要求兼容旧的模拟1-10V调光控制器。”。

　第3章 Led驱动技术发展现状分析-专家观点

　　观点一：目前LED驱动在室内照明上的难点主要在与市电兼容和散热方面

　　目前LED驱动在室内照明上的难点，主要在与市电兼容和散热方面：在路灯方面主要是高低温可靠性，在背光驱动方面主要是效率和电流稳定性。当然其他综合性能也很重要。--金宇杰（恩智浦半导体大中华区多重市场产品部市场总监金宇杰）