近期,在國(guó)內(nèi)被討論的相當(dāng)熱烈的一個(gè)話題就是工業(yè)用電電價(jià)上漲以及居民用電計(jì)劃實(shí)施階梯式收費(fèi)的方式,這意味著用戶將會(huì)為用電付出更加高昂的費(fèi)用。電費(fèi)上漲凸顯了能源的緊張,同時(shí)喚醒了普通民眾的節(jié)能意識(shí),這將成為節(jié)能技術(shù)大力發(fā)展的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力。

　　在電力消耗領(lǐng)域內(nèi),來(lái)自照明領(lǐng)域的消耗不容小視。目前,包括我國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家都在大力推廣節(jié)能燈,希望通過(guò)節(jié)能照明設(shè)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(jié)能燈的能耗更低(僅相當(dāng)于白熾燈的約1/5),但這些傳統(tǒng)節(jié)能燈中包含劇毒化學(xué)物質(zhì)汞,對(duì)環(huán)境有不良影響。而在另一方面,高亮度發(fā)光二極管(HB-LED)近年來(lái)在光輸出、能效及成本等方面有了相當(dāng)大的改善,同時(shí)具有小巧、低壓工作及環(huán)保等眾多優(yōu)勢(shì),已成為照明領(lǐng)域內(nèi)一股不容小覷的力量。

　　LED應(yīng)用日漸普及

　　隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步以及成本的降低,LED照明在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。但相比較而言,LED照明在燈泡、嵌燈、街道及區(qū)域照明、任務(wù)燈、景觀照明、商業(yè)建筑物照明及廣告牌文字電路照明等通用照明領(lǐng)域的滲透比例還偏低,小于2%,遠(yuǎn)低于其它照明類型。目前,價(jià)格是制約LED照明在通用照明領(lǐng)域快速普及的一項(xiàng)因素。不過(guò),安森美半導(dǎo)體LED通用照明及電源營(yíng)銷(xiāo)和系統(tǒng)工程總監(jiān)LaurentJenck援引半導(dǎo)體的發(fā)展歷史指出,隨著應(yīng)用范圍的拓廣及應(yīng)用的增多,LED照明的成本將逐步趨向消費(fèi)應(yīng)用。LaurentJenck預(yù)計(jì),LED通用照明可望在5年內(nèi)開(kāi)始進(jìn)入主流家庭應(yīng)用。

　　世界各地的規(guī)范機(jī)構(gòu)也在積極制定和發(fā)布相關(guān)的LED照明能效規(guī)范。美國(guó)能源之星的1.1版固態(tài)照明規(guī)范于2009年2月開(kāi)始生效。而在中國(guó),負(fù)責(zé)能效標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院正牽頭準(zhǔn)備在來(lái)年研究中國(guó)的LED照明能效標(biāo)準(zhǔn)。

　　創(chuàng)新、高效、節(jié)能LED前景光明

　　由于LED照明應(yīng)用前景廣闊,要促進(jìn)它的不斷發(fā)展,必須針對(duì)不同的LED照明應(yīng)用選擇適合的驅(qū)動(dòng)方案。不論是電池供電應(yīng)用,或是直接采用交流或直流線路供電的應(yīng)用,安森美半導(dǎo)體均可提供適合的高能效LED驅(qū)動(dòng)器方案。

　　在電池供電的移動(dòng)設(shè)備背光應(yīng)用中,可以采用不同的LED驅(qū)動(dòng)技術(shù),如線性電流驅(qū)動(dòng)器、電感升壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器、電荷泵型驅(qū)動(dòng)器等。這幾種驅(qū)動(dòng)技術(shù)各有其特點(diǎn)及要求,所以能配合客戶的需要為他們提供最適合其產(chǎn)品應(yīng)用的LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)。線性電流驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)單易用,無(wú)開(kāi)關(guān)噪聲,而且外部元件數(shù)量極少,但這種驅(qū)動(dòng)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(guān);電感升壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的LED串電流匹配度很高,且在電池線路電壓范圍內(nèi)具有高能效,支持長(zhǎng)串LED大功率、高壓工作;電荷泵型驅(qū)動(dòng)器典型產(chǎn)品采用基于電容的開(kāi)關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并集成線性驅(qū)動(dòng)器用于緊密電流匹配,具有高開(kāi)關(guān)頻率,外部元件數(shù)量很少。

　　而在汽車(chē)應(yīng)用中,根據(jù)電流大小的不同,同樣需要采用不同的LED驅(qū)動(dòng)器。汽車(chē)電子的一個(gè)新趨勢(shì)是在電流僅數(shù)十毫安(mA)的組合尾燈應(yīng)用中以線性恒流穩(wěn)壓器來(lái)替代目前常用的電阻型驅(qū)動(dòng)器。

　　電阻型驅(qū)動(dòng)方案簡(jiǎn)單且成本低,但能效很低,還面臨高壓時(shí)大電流應(yīng)力、LED編碼及熱失控等問(wèn)題或挑戰(zhàn)。有鑒于此,安森美半導(dǎo)體推出了創(chuàng)新的雙端及三端型線性恒流穩(wěn)壓器(CCR),它們采用安森美半導(dǎo)體的自偏置晶體管(SBT)技術(shù),具有低成本優(yōu)勢(shì),支持寬電壓范圍,提供比電阻型驅(qū)動(dòng)器更高的能效及較高的穩(wěn)流精度,更利于保護(hù)LED。

　　在建筑物照明領(lǐng)域,可以采用安森美半導(dǎo)體的高能效LED驅(qū)動(dòng)方案,如CAT4103、CAT4109三通道線性恒流驅(qū)動(dòng)器是高亮度RGBLED驅(qū)動(dòng)器,應(yīng)用于新興的高亮度、高視覺(jué)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(qū)動(dòng)器,適合較大尺寸的通用LCD背光應(yīng)用,能夠驅(qū)動(dòng)多達(dá)40個(gè)白光LED,提供總計(jì)達(dá)6W的LED輸出功率,并幫助設(shè)計(jì)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(cè)光式LED背光為主,通常需要采用6個(gè)單串的LED光條(每串LED視為一個(gè)LED通道)。現(xiàn)有6通道側(cè)光式LED電視中每個(gè)LED通道均含有專用驅(qū)動(dòng)器IC、電感型DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器及及開(kāi)關(guān)。而安森美半導(dǎo)體應(yīng)用于大尺寸側(cè)光式LED背光液晶電視的多通道線性LED驅(qū)動(dòng)器CAT4026支持多通道,能以單顆IC控制6個(gè)LED通道,能效目標(biāo)范圍高于90%,能效典型值量多達(dá)94%,且針對(duì)LED開(kāi)路和過(guò)多LED短路等故障條件提供保護(hù)。

　　在通用照明應(yīng)用方面,不同功率應(yīng)用需要不同的LED驅(qū)動(dòng)方案。在低功率應(yīng)用中,可以采用安森美半導(dǎo)體的NCL30000帶功率因數(shù)校正的離線式LED驅(qū)動(dòng)器,兼容TRIAC調(diào)光。這種驅(qū)動(dòng)器直接驅(qū)動(dòng)LED,并具有恒流輸出穩(wěn)流功能;功率因數(shù)高于0.9,符合IECC類諧波含量標(biāo)準(zhǔn),超出能源之星的規(guī)范;處于5至15W的低輸出功率電平時(shí),能效高于80%,非常適合這類通用照明應(yīng)用。而在大功率的街道照明應(yīng)用中,可以采用安森美半導(dǎo)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(dá)92%-93%,并降低電磁干擾。

　　總結(jié)

　　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(dòng)設(shè)備背光、相機(jī)閃光、大型顯示屏等專業(yè)細(xì)分應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)展開(kāi)來(lái),邁進(jìn)汽車(chē)照明、較大LCD背光甚至通用照明市場(chǎng),前景光明。瞄準(zhǔn)這些應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員需要選擇高性能、高能效的LED照明驅(qū)動(dòng)方案。安森美半導(dǎo)體提供豐富的高能效LED驅(qū)動(dòng)器、穩(wěn)壓器,滿足不同細(xì)分應(yīng)用、電流要求及功率等級(jí)的需求,并提供經(jīng)過(guò)測(cè)試的高能效GreenPoint參考設(shè)計(jì),幫助設(shè)計(jì)人員縮短設(shè)計(jì)周期,加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。