LED驱动器与功率芯片发展趋势

时间:2011-04-27来源:电子产品世界

  最终,LED的应用范围将会扩展到生物技术、农业和医疗行业

  台湾聚积科技公司技术市场部专案副理何宜叡介绍,随着LED芯片发光效率的提升,同样亮度的产品可以用更小的功率去驱动,热及成本的问题正进一步在降低,市场因而将进一部扩大。届时各类照明应用将大量导入LED做相关应用之光源。

  驱动器本身面对更小的负载功率,必须进一步提升电源转换的效率,以免拖累整体灯具的效率。另一方面,也必须要提供LED芯片稳定可靠的电源,保证LED芯片的工作寿命及提供保护功能避免突发状况损坏灯具。

  Maxim的Piero Bianco强调LED技术的热点问题之一是冷却,尤其对于改型灯和小型灯(如MR16)非常重要。除了散热装置外,冷却问题还关系到驱动器,因为灯工作在高温下就意味着驱动器会变热,这样就会降低驱动器的使用寿命。电解电容器对高温尤为敏感。幸运的是,Maxim现有的驱动器方案无需使用电解电容器,或虽然驱动器中使用了电解电容器,但当由于高温电解电容器性能下降时,驱动器性能几乎不会受到影响。

  影响LED照明发展的关键因素

  那么,目前全球都在主攻LED灯、芯片和应用领域。但现在LED的平均寿命还是较为有限,有人认为关键还是驱动力不足。那么影响LED产业发展的主要因素是什么?

  飞兆的Donghye Cho认为,如果要把LED打进一般照明市场,建立业界公认的标准并降低成本非常重要。其它有待解决的问题仍然是良率、发光效率(lm/W)和散热。良率直接影响LED的制造成本和系统BOM(材料清单)成本,这占据LED照明应用总体BOM成本的70%。

  台湾普诚科技绿色能源事业处萧恩煦协理指出,随着LED技术的发展,其单位功率的流明不断提升,目前在市场上量产的LED灯泡多数可以达到60 lm/W以上。在未来几年之内,LED散热技术不断优化,LED的流明转换效率将会不断提高,真正达到节能的目的。

  LED驱动器目前仍处“战国时代”,多样化、灵活性是目前LED驱动器在市场上的体现,在未来的2~3年内不会发生根本性的改变。但随着市场需求的不断规范化、趋同性,LED驱动器将逐渐变成一个标准品。以目前市场发展较快的照明LED灯泡为例,在市场的开始阶段,驱动芯片的隔离方案几乎是每个方案设计商的必需,但随着灯泡外壳技术的发展、灯泡体积的不断缩小、价格的降低,LED灯泡的驱动方案也发生了较大的改变,非隔离方案的优势将逐渐呈现出来,并被众多客户接受。目前LED灯泡多在4~6W范围,对功率因素要求不高,但未来对功率因素的要求势在必行,LED驱动器集成功率因素校正功能将在LED灯泡市场成为主流。

  台湾聚积的何宜睿认为,就LED灯具而言,与寿命最相关的不外乎灯具的电路部份。通常灯具厂商在设计的时候需要注意到两个地方:一个地方是LED芯片在操作时候的温度与寿命的关系,另一个是驱动电源本体组件的寿命限制。

  影响寿命的因素

  从技术层面来看,LED本身的寿命往往长达几万小时,但有时8000小时就不错了[1]。造成这种现象的原因是什么?

  安森美半导体中国区高级应用工程经理郑宗前认为,这是由于照明系统设计工程师在LED驱动电路设计中为了降低成本而使用较低等级的外部元件,如额定工作温度更低的电容或精度更低的电阻等,会使驱动电路的可靠性降低,使用寿命大幅缩短,不能与LED本身的寿命匹配。故工程师的一大挑战是在保持极高可靠性的同时还要降低成本。

  从市场来看,随着LED在亮度及能效等方面在提升,对于LED照明产业而言,在商用市场和消费市场的发展步伐并不一致。建筑物照明及零售照明等商业照明是最早应用LED通用照明的领域,总体拥有成本、可靠性和便利性等因素正推动LED照明在此领域不断普及。而在住宅应用等消费市场,成本仍是影响LED照明普及的关键因素。

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关键词: LED驱动 功率芯片 光衰 201106 201105 201104

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