由于在背光和照明等相關(guān)應(yīng)用中的迅猛發(fā)展,,以節(jié)能,、環(huán)保和長(zhǎng)壽命為賣點(diǎn)的led技術(shù)正在重新回到熱點(diǎn)技術(shù)的行列中來(lái)。盡管業(yè)界還需要克服一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)來(lái)完善現(xiàn)有的技術(shù),不過主要的半導(dǎo)體廠商都已紛紛推出了各具特色的解決方案,。
面臨眾多挑戰(zhàn)
對(duì)于許多剛剛接觸LED技術(shù)的工程師來(lái)說(shuō),如何減少其在系統(tǒng)中的占用空間以及盡可能的提高亮度是他們選擇LED方案供應(yīng)商時(shí)首先碰到的問題。不過由于LED技術(shù)還處于起步階段,供應(yīng)商們還需要克服眾多挑戰(zhàn),。
Cypress的EZ-Color產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理Shone Tran認(rèn)為,對(duì)于所有的大功率LED設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),,器件分選(Binning),、溫度、色準(zhǔn)以及信號(hào)通訊可能是半導(dǎo)體方案供應(yīng)商們正在面臨的四項(xiàng)主要難題,。不過具體到不同的細(xì)分市場(chǎng)還是有一些細(xì)微的區(qū)別,。比如色準(zhǔn)、溫度和信號(hào)通訊是LED背光中最需要迫切解決的問題,,而在汽車照明中,,溫度和色準(zhǔn)控制技術(shù)的重要性要更高一些,至于通用照明,,無(wú)論是方面都還需要進(jìn)一步的完善,。
Tran關(guān)于細(xì)分市場(chǎng)要求不同的看法與安森美半導(dǎo)體亞太區(qū)電源管理部市場(chǎng)推廣經(jīng)理蔣家亮的意見不謀而合。不同的是,,后者認(rèn)為成本問題才是LED背光和通用照明中最重要的因素,。至于汽車照明,他指出:“已有的方案還必須在可靠性上(比如能否經(jīng)受嚴(yán)酷的環(huán)境溫度)不斷加強(qiáng),。”
蔣家亮表示,LED技術(shù)要想在通用照明領(lǐng)域取得更多進(jìn)展,,就必須考慮如何更方便地替換現(xiàn)有的鹵素?zé)艉途酃庹彰鳠舻葌鹘y(tǒng)光源,。“比如將LED和轉(zhuǎn)換電路組裝到小型的燈具當(dāng)中。”而歐司朗光電半導(dǎo)體的LED市場(chǎng)總監(jiān)Timon Rupp也持有同樣的看法,。歐司朗光電半導(dǎo)體目前主要關(guān)注的還是汽車和通用照明市場(chǎng),。其與照明大廠歐司朗的親密關(guān)系令其對(duì)終端需求的體會(huì)比其他供應(yīng)商更深。“LED技術(shù)正努力在通用照明領(lǐng)域同傳統(tǒng)光源展開競(jìng)爭(zhēng),。”Rupp表示,,“半導(dǎo)體供應(yīng)商遇到的最主要的挑戰(zhàn)是如何在系統(tǒng)集成方面取得突破,比如提供更容易令消費(fèi)者從傳統(tǒng)光源轉(zhuǎn)向這種新興技術(shù)的所謂‘交鑰匙’或者‘即插即用’的解決方案,。”
與其他受訪者相比,,美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體亞太區(qū)電源管理產(chǎn)品市場(chǎng)營(yíng)銷經(jīng)理吳志民的意見要具體一些。“在驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED燈串的背光方案中,,燈串間的電流匹配是主要挑戰(zhàn),。而無(wú)論LCD電視還是汽車應(yīng)用,都對(duì)對(duì)比度提出了較高的要求,。”吳志民說(shuō),。另外,他還指出,由于LED在通用照明領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛,,供應(yīng)商還必須有能力提供擁有全范圍輸入電壓的各種驅(qū)動(dòng)器,。
由于在背光和照明等相關(guān)應(yīng)用中的迅猛發(fā)展,以節(jié)能,、環(huán)保和長(zhǎng)壽命為賣點(diǎn)的led技術(shù)正在重新回到熱點(diǎn)技術(shù)的行列中來(lái),。盡管業(yè)界還需要克服一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)來(lái)完善現(xiàn)有的技術(shù),不過主要的半導(dǎo)體廠商都已紛紛推出了各具特色的解決方案,。
面臨眾多挑戰(zhàn)
對(duì)于許多剛剛接觸LED技術(shù)的工程師來(lái)說(shuō),,如何減少其在系統(tǒng)中的占用空間以及盡可能的提高亮度是他們選擇LED方案供應(yīng)商時(shí)首先碰到的問題。不過由于LED技術(shù)還處于起步階段,,供應(yīng)商們還需要克服眾多挑戰(zhàn),。
Cypress的EZ-Color產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理Shone Tran認(rèn)為,對(duì)于所有的大功率LED設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),,器件分選(Binning),、溫度、色準(zhǔn)以及信號(hào)通訊可能是半導(dǎo)體方案供應(yīng)商們正在面臨的四項(xiàng)主要難題,。不過具體到不同的細(xì)分市場(chǎng)還是有一些細(xì)微的區(qū)別,。比如色準(zhǔn)、溫度和信號(hào)通訊是LED背光中最需要迫切解決的問題,,而在汽車照明中,,溫度和色準(zhǔn)控制技術(shù)的重要性要更高一些,至于通用照明,,無(wú)論是方面都還需要進(jìn)一步的完善,。
Tran關(guān)于細(xì)分市場(chǎng)要求不同的看法與安森美半導(dǎo)體亞太區(qū)電源管理部市場(chǎng)推廣經(jīng)理蔣家亮的意見不謀而合。不同的是,,后者認(rèn)為成本問題才是LED背光和通用照明中最重要的因素,。至于汽車照明,他指出:“已有的方案還必須在可靠性上(比如能否經(jīng)受嚴(yán)酷的環(huán)境溫度)不斷加強(qiáng),。”
蔣家亮表示,,LED技術(shù)要想在通用照明領(lǐng)域取得更多進(jìn)展,就必須考慮如何更方便地替換現(xiàn)有的鹵素?zé)艉途酃庹彰鳠舻葌鹘y(tǒng)光源,。“比如將LED和轉(zhuǎn)換電路組裝到小型的燈具當(dāng)中,。”而歐司朗光電半導(dǎo)體的LED市場(chǎng)總監(jiān)Timon Rupp也持有同樣的看法。歐司朗光電半導(dǎo)體目前主要關(guān)注的還是汽車和通用照明市場(chǎng),。其與照明大廠歐司朗的親密關(guān)系令其對(duì)終端需求的體會(huì)比其他供應(yīng)商更深,。“LED技術(shù)正努力在通用照明領(lǐng)域同傳統(tǒng)光源展開競(jìng)爭(zhēng)。”Rupp表示,,“半導(dǎo)體供應(yīng)商遇到的最主要的挑戰(zhàn)是如何在系統(tǒng)集成方面取得突破,,比如提供更容易令消費(fèi)者從傳統(tǒng)光源轉(zhuǎn)向這種新興技術(shù)的所謂‘交鑰匙’或者‘即插即用’的解決方案。”
與其他受訪者相比,美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體亞太區(qū)電源管理產(chǎn)品市場(chǎng)營(yíng)銷經(jīng)理吳志民的意見要具體一些,。“在驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED燈串的背光方案中,,燈串間的電流匹配是主要挑戰(zhàn)。而無(wú)論LCD電視還是汽車應(yīng)用,,都對(duì)對(duì)比度提出了較高的要求,。”吳志民說(shuō)。另外,,他還指出,,由于LED在通用照明領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛,供應(yīng)商還必須有能力提供擁有全范圍輸入電壓的各種驅(qū)動(dòng)器,。
“白光LED驅(qū)動(dòng)器必須能夠?yàn)樘囟ǖ腖ED配置提供足夠的電流和電壓,,并采用可滿足輸入電壓范圍以及所需的輸出電壓和電流要求的轉(zhuǎn)換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。”Linear電源產(chǎn)品組產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Tony Armstrong表示,。他指出,,一款絕佳的LED驅(qū)動(dòng)器必須擁有下列特點(diǎn)中的部分或者全部?jī)?nèi)容:寬輸出電壓范圍;高效轉(zhuǎn)換,;嚴(yán)格調(diào)節(jié)的LED電流匹配,;低噪聲、恒定頻率操作,;獨(dú)立的電流和調(diào)光控制,;外形緊湊、占板面積小,、外部元件極少,。
主要解決方案
EZ-Color是Cypress于去年夏天專門針對(duì)高亮度(HB)LED智能照明系統(tǒng)推出的一款基于閃存的可編程LED驅(qū)動(dòng)器。它最多可控制16個(gè)HB-LED(CY8CLED16),,這比同類型的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品要多出4~5個(gè),。為了盡可能加快設(shè)計(jì)人員的開發(fā)進(jìn)度,,該公司還同時(shí)提供了兩款名為PSoC Express和PSoC Designer的設(shè)計(jì)工具,。分別面向此前沒有任何嵌入式設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的入門級(jí)用戶以及嵌入式設(shè)計(jì)專家使用。同時(shí)提供的評(píng)估套件(CY3261A-RGB)還提供一個(gè)交互式圖形界面,,可透過CIE圖表,,或者是直接控制單個(gè)HB-LED進(jìn)行快速顏色混合。EZ-Color還有分別可控制4個(gè)和8個(gè)LED的CY8CLED04與CY8CLED08可供選擇,。據(jù)悉,,基于EZ-Color HB-LED驅(qū)動(dòng)器,該公司還在開發(fā)一款光反饋解決方案,,其中將采用顏色傳感器來(lái)進(jìn)行閉環(huán)的顏色準(zhǔn)確度補(bǔ)償,。
針對(duì)高端手機(jī)閃光燈應(yīng)用,歐司朗光電半導(dǎo)體開發(fā)了CERAMOS和OSLUX產(chǎn)品線。該公司同時(shí)還提供面向汽車前燈(OSTAR Headlamp)和通用照明的產(chǎn)品(OSTAR Lighting),。特別要介紹的是這款通過了汽車安規(guī)驗(yàn)證并已開始提供樣片的OSTAR Headlamp,。它并沒有采用透鏡,但通過一個(gè)改進(jìn)的轉(zhuǎn)換器以及Thinfilm技術(shù)上的提升,,其在工作電流為700mA的情況下獲得了620lm和12W的峰值亮度和功耗,,高達(dá)500lm的亮度典型值也是上代產(chǎn)品的兩倍,這比目前已有的任何一款LED亮度都高,。緊湊的封裝形式令其能夠同小型光學(xué)器件連接在一起,,從而節(jié)省空間并賦予設(shè)計(jì)師更多自有發(fā)揮的空間。該公司將于2008年底開始量產(chǎn)這款產(chǎn)品,。
美國(guó)國(guó)半不久前剛剛發(fā)布了一款型號(hào)為L(zhǎng)M3433的DC/DC同步降壓恒流穩(wěn)壓器,,它能夠?yàn)橥队皟x和背投電視的大功率HB-LED提供穩(wěn)定的負(fù)電流。由于允許多個(gè)LED陽(yáng)極直接連接到接地點(diǎn),,這使得電路散熱能力大大提高,。此外,超過40kHz的PWM調(diào)光控制頻率還促成了數(shù)字色溫控制,、干擾清除,、場(chǎng)序照明以及亮度控制等技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。由于采用固定導(dǎo)通時(shí)間,,該器件也無(wú)需加接輸出電容,。該公司還將很快上市一款面向汽車以及LCD TV背光應(yīng)用、集成了升壓控制器的3通道恒流LED驅(qū)動(dòng)器LM3431,。它能夠?yàn)?個(gè)LED燈串(每串最多可有10個(gè)LED)提供高精度的恒定電流,。最大輸出電流為150mA,在適當(dāng)擴(kuò)展后還能夠驅(qū)動(dòng)6個(gè)LED燈串,。為了減少壓降提高效率,,LM3431還采用了陰極反饋穩(wěn)壓控制電路。采用PWM調(diào)光方式,,最大調(diào)光頻率25kHz,,此時(shí)的對(duì)比度為100:1,而進(jìn)一步降低調(diào)光頻率后,,對(duì)比度更可超過1,000:1,。
LED的應(yīng)用多種多樣,供應(yīng)商需要提供各種不同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使得其在特定應(yīng)用中達(dá)到最優(yōu)的方案成本與性能,?;谶@樣一個(gè)思路,安森美在其LED驅(qū)動(dòng)器中采用了提高轉(zhuǎn)換頻率,、采用低損耗拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),、電荷泵等方法,。比如利用其在充電器解決方案中的經(jīng)驗(yàn)所推出的NCP1216,可方便地用于構(gòu)建帶有安全隔離或不帶有安全隔離功能的解決方案,。作為一款PWM控制器,,能夠配合一個(gè)外置MOSFET用于從10瓦到數(shù)十瓦的某些背光應(yīng)用。此外,,內(nèi)置了一個(gè)MOSFET的NXP101X系列由于緊湊的封裝非常適用于聚光照明等較小型應(yīng)用,。而低壓直流-直流開關(guān)穩(wěn)壓器NCP3065則可用于LED燈的簡(jiǎn)單降壓或升壓配置。此外,,如果同時(shí)需要PFC和電源轉(zhuǎn)換,,單段式PFC控制器NCP1651也是一個(gè)較好的選擇。
Linear也是LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)的主要供應(yīng)商,。LT3595是該公司最新推出一款高性能LED驅(qū)動(dòng)器,,面向大尺寸TFT-LCD背光應(yīng)用,16個(gè)獨(dú)立通道最多可驅(qū)動(dòng)160個(gè)(16×10)50mA LED,。每個(gè)通道的調(diào)光可通過一個(gè)單獨(dú)的PWM引腳來(lái)實(shí)現(xiàn),,調(diào)光范圍5,000:1,16個(gè)通道間的電路匹配度為8%,。LT3595還具備開路檢測(cè)和熱保護(hù)等功能,。由于所有的電源開關(guān)、肖特基二極管和補(bǔ)償元件都被集成進(jìn)來(lái),,轉(zhuǎn)換器電路板面積和元件成本都被大大降低,。
LTC3212是Linear專門面向便攜式顯示和照明應(yīng)用中的RGB LED而推出的另外一款新品。能以高達(dá)25mA的電流來(lái)驅(qū)動(dòng)3個(gè)LED(輸入電壓2.7V~5.5V),。由于僅需3個(gè)小電容器和1~3個(gè)編程電阻器即可構(gòu)成一款纖巧完整的RGB或白光LED電流控制器和電源解決方案,,這令其特別適合于小型的電池供電設(shè)備。其多模工作方式的充電泵可執(zhí)行低噪聲,、恒定頻率操作,,以最大限度地抑制紋波。設(shè)計(jì)師可利用3個(gè)單獨(dú)的電阻器來(lái)設(shè)置的LED電流源,,進(jìn)而控制LED的調(diào)光操作和亮度,。當(dāng)全部3個(gè)RGB LED均被設(shè)置為ON時(shí),白光模式將對(duì)紅光,、綠光和藍(lán)光LED電流比進(jìn)行優(yōu)化,,從而實(shí)現(xiàn)最佳的白色光,。