LED照明多領(lǐng)域滲透 高效節(jié)能帶來光明前景

近期，在國內(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，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)，來自照明領(lǐng)域的消耗不容小視。目前，包括我國在內(nèi)的許多國家都在大力推廣節(jié)能燈，希望通過節(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，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，安森美半導(dǎo)體LED通用照明及電源營銷和系統(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“能源之星”的1.1版固態(tài)照明規(guī)范于2009年2月開始生效。而在中國，負(fù)責(zé)能效標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院正牽頭準(zhǔn)備在來年研究中國的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)器簡單易用，無開關(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，具有高開關(guān)頻率，外部元件數(shù)量很少。

而在汽車應(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。汽車電子的一個(gè)新趨勢是在電流僅數(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，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LED開路和過多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)展開來，邁進(jìn)汽車照明、較大LCD背光甚至通用照明市場，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的需求，并提供經(jīng)過測試的高能效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。

　小馬