近期,在國內被討論的相當熱烈的一個話題就是工業用電電價上漲以及居民用電計劃實施階梯式收費的方式,這意味著用戶將會為用電付出更加高昂的費用。電費上漲凸顯了能源的緊張,同時喚醒了普通民眾的節能意識,這將成為節能技術大力發展的強大驅動力。

　　在電力消耗領域內,來自照明領域的消耗不容小視。目前,包括我國在內的許多國家都在大力推廣節能燈,希望通過節能照明設備的普及緩解電力緊張的壓力。與白熾燈相比,緊湊型熒光燈(CFL)和線性熒光燈(LFL)等節能燈的能耗更低(僅相當于白熾燈的約1/5),但這些傳統節能燈中包含劇毒化學物質汞,對環境有不良影響。而在另一方面,高亮度發光二極管(HB-LED)近年來在光輸出、能效及成本等方面有了相當大的改善,同時具有小巧、低壓工作及環保等眾多優勢,已成為照明領域內一股不容小覷的力量。

　　LED應用日漸普及

　　隨著技術的不斷進步以及成本的降低,LED照明在諸多領域的應用日益廣泛。但相比較而言,LED照明在燈泡、嵌燈、街道及區域照明、任務燈、景觀照明、商業建筑物照明及廣告牌文字電路照明等通用照明領域的滲透比例還偏低,小于2%,遠低于其它照明類型。目前,價格是制約LED照明在通用照明領域快速普及的一項因素。不過,安森美半導體LED通用照明及電源營銷和系統工程總監LaurentJenck援引半導體的發展歷史指出,隨著應用范圍的拓廣及應用的增多,LED照明的成本將逐步趨向消費應用。LaurentJenck預計,LED通用照明可望在5年內開始進入主流家庭應用。

　　世界各地的規范機構也在積極制定和發布相關的LED照明能效規范。美國能源之星的1.1版固態照明規范于2009年2月開始生效。而在中國,負責能效標準設定的中國標準化研究院正牽頭準備在來年研究中國的LED照明能效標準。

　　創新、高效、節能LED前景光明

　　由于LED照明應用前景廣闊,要促進它的不斷發展,必須針對不同的LED照明應用選擇適合的驅動方案。不論是電池供電應用,或是直接采用交流或直流線路供電的應用,安森美半導體均可提供適合的高能效LED驅動器方案。

　　在電池供電的移動設備背光應用中,可以采用不同的LED驅動技術,如線性電流驅動器、電感升壓型開關穩壓器、電荷泵型驅動器等。這幾種驅動技術各有其特點及要求,所以能配合客戶的需要為他們提供最適合其產品應用的LED驅動技術。線性電流驅動器簡單易用,無開關噪聲,而且外部元件數量極少,但這種驅動器的正向電壓必須低于電池電壓,且能效與輸入電壓及LED正向電壓有關;電感升壓型開關穩壓器的LED串電流匹配度很高,且在電池線路電壓范圍內具有高能效,支持長串LED大功率、高壓工作;電荷泵型驅動器典型產品采用基于電容的開關拓撲結構,并集成線性驅動器用于緊密電流匹配,具有高開關頻率,外部元件數量很少。

　　而在汽車應用中,根據電流大小的不同,同樣需要采用不同的LED驅動器。汽車電子的一個新趨勢是在電流僅數十毫安(mA)的組合尾燈應用中以線性恒流穩壓器來替代目前常用的電阻型驅動器。

　　電阻型驅動方案簡單且成本低,但能效很低,還面臨高壓時大電流應力、LED編碼及熱失控等問題或挑戰。有鑒于此,安森美半導體推出了創新的雙端及三端型線性恒流穩壓器(CCR),它們采用安森美半導體的自偏置晶體管(SBT)技術,具有低成本優勢,支持寬電壓范圍,提供比電阻型驅動器更高的能效及較高的穩流精度,更利于保護LED。

　　在建筑物照明領域,可以采用安森美半導體的高能效LED驅動方案,如CAT4103、CAT4109三通道線性恒流驅動器是高亮度RGBLED驅動器,應用于新興的高亮度、高視覺沖擊力LED建筑物照明中的RGBLED像素控制。CAT4106是多通道升壓型LED驅動器,適合較大尺寸的通用LCD背光應用,能夠驅動多達40個白光LED,提供總計達6W的LED輸出功率,并幫助設計人員提升背光能效。此外,采用LED背光的大尺寸液晶電視日漸增多,其中尤以側光式LED背光為主,通常需要采用6個單串的LED光條(每串LED視為一個LED通道)。現有6通道側光式LED電視中每個LED通道均含有專用驅動器IC、電感型DC-DC升壓轉換器及及開關。而安森美半導體應用于大尺寸側光式LED背光液晶電視的多通道線性LED驅動器CAT4026支持多通道,能以單顆IC控制6個LED通道,能效目標范圍高于90%,能效典型值量多達94%,且針對LED開路和過多LED短路等故障條件提供保護。

　　在通用照明應用方面,不同功率應用需要不同的LED驅動方案。在低功率應用中,可以采用安森美半導體的NCL30000帶功率因數校正的離線式LED驅動器,兼容TRIAC調光。這種驅動器直接驅動LED,并具有恒流輸出穩流功能;功率因數高于0.9,符合IECC類諧波含量標準,超出能源之星的規范;處于5至15W的低輸出功率電平時,能效高于80%,非常適合這類通用照明應用。而在大功率的街道照明應用中,可以采用安森美半導體的NCP1607PFC控制器加NCP1397諧振半橋控制器這樣的整體式方案,能效達92%-93%,并降低電磁干擾。

　　總結

　　隨著LED在光亮度、能效及成本方面的全面改善,LED照明正從小尺寸移動設備背光、相機閃光、大型顯示屏等專業細分應用進一步擴展開來,邁進汽車照明、較大LCD背光甚至通用照明市場,前景光明。瞄準這些應用的設計人員需要選擇高性能、高能效的LED照明驅動方案。安森美半導體提供豐富的高能效LED驅動器、穩壓器,滿足不同細分應用、電流要求及功率等級的需求,并提供經過測試的高能效GreenPoint參考設計,幫助設計人員縮短設計周期,加快產品上市進程。