編者按：LED應用的快速發(fā)展,給LED驅(qū)動廠商帶來了新的市場機遇。隨著LED照明應用的加速推進，越來越多的廠商開始關注這一市場。本期LED驅(qū)動專題特邀業(yè)內(nèi)主流IC廠商針對當前市場和技術的熱點話題發(fā)表精彩觀點。
背光增長最快 照明最有潛力
□到目前為止，背光仍然是LED驅(qū)動器最主要的應用市場。
□就長期來說，照明將是LED最為重要的一個市場，預估2-3年內(nèi)將會有爆發(fā)點出現(xiàn)，到時LED照明取代傳統(tǒng)照明將成為趨勢而帶來驚人的市場。
LED驅(qū)動按應用來分有背光、顯示、照明等領域，這些領域中目前誰的增長最快，誰最有潛力?當前照明市場對LED驅(qū)動的需求如何?
邢正人
LED在中小尺寸屏幕的背光應用已經(jīng)大規(guī)模展開。在筆記本電腦、GPS(全球定位系統(tǒng))、顯示器等領域，LED背光已經(jīng)成為首選，正在逐步淘汰傳統(tǒng)的CCFL(冷陰極熒光燈管)背光。LED在筆記本中的應用在2011年將占到50%，成為主流背光源。另外，LED在液晶電視背光中也逐步開始得到應用，預計在2012年將達到10%。
照明一直是個巨大的市場。隨著LED光效的提高、成本的降低和驅(qū)動技術的成熟，LED逐步進入照明市場。政府部門也在大力推廣LED進入市政工程以宣傳和倡導綠色能源的概念。這一切都預示著LED在照明市場的潛力。一旦LED的成本降低到普通家庭可以接受的價位，市場的迅速膨脹將成為現(xiàn)實。
我們在看到LED作為照明光源美好前景的同時，也非常清楚地認識到面前的困難。除了成本，LED驅(qū)動也是一個急需解決的技術問題。現(xiàn)在的照明市場沒有一個針對LED驅(qū)動的規(guī)范，比如是否需要隔離，功率因數(shù)校正、調(diào)光、均流等都沒有相應的規(guī)范，這給LED驅(qū)動電源的標準化和模塊化帶來了困難。驅(qū)動模塊設計廠商和驅(qū)動芯片設計廠商不得不針對每一個應用設計相應的模塊或者芯片，這給資源和環(huán)境都造成了浪費。
蔣家亮
到目前為止，背光仍然是LED驅(qū)動器最主要的應用市場，特別是在筆記本電腦、上網(wǎng)本、冷陰極熒光燈替代及LCD顯示器等應用上更是如此。但隨著高性價比、超高亮度、更長壽命LED的出現(xiàn)，再結(jié)合提供豐富色彩組合和節(jié)能方面的優(yōu)勢，LED在通用照明市場迎來了快速發(fā)展，同時也為LED驅(qū)動器帶來了巨大的市場應用空間。
LED是低壓器件，對于LED照明而言，無論LED的供電電源是AC-DC轉(zhuǎn)換器、DC-DC轉(zhuǎn)換器或是電池，低壓恒流驅(qū)動都是驅(qū)動LED的關鍵所在。此外，為了保證LED照明的優(yōu)勢，LED驅(qū)動必須可靠、高效、安全(能夠承受多種故障條件)、低成本，并且還要能夠易于實現(xiàn)。因此，針對不同的LED照明應用，首先需要選擇恰當?shù)尿?qū)動電路拓撲結(jié)構(gòu)。而安森美半導體提供適合于低功率、中等功率及大功率應用的寬范圍LED驅(qū)動器方案。例如，安森美半導體的LED驅(qū)動器方案中包含用于15W-50W功率的應用。從拓撲結(jié)構(gòu)看，功率小于100W的中低功率LED照明應用首選反激拓撲結(jié)構(gòu)，而為了提供更高能效，諧振半橋雙電感加單電容(HBLLC)則是首選的拓撲結(jié)構(gòu)。此外，還要注意產(chǎn)品目標市場的能效規(guī)范問題。若有需要，還要考慮PFC，提供相應的LED驅(qū)動解決方案。
吳建興
LED在顯示屏領域發(fā)展已非常成熟，整個產(chǎn)業(yè)從顯示屏制造、系統(tǒng)開發(fā)、LED芯片開發(fā)、LED封裝到LED驅(qū)動IC開發(fā)等非常完整。驅(qū)動IC基本成為一種標準品，進入平穩(wěn)發(fā)展時期。
LED背光在手機、數(shù)碼相機、PowerDVD等小尺寸屏上的應用已經(jīng)非常成熟，近幾年也不會有很高的年復合增長率。隨著LED光通量的提高、成本的降低以及LED具有的綠色環(huán)保(CCFL背光含汞)、色域范圍廣、可進行局部調(diào)光等特性，符合目前LCDTV高清節(jié)能的發(fā)展需求。因此背光的增長點將在筆記本、液晶電視等中大尺寸屏上的應用。
目前照明市場受到廣泛的關注，主要有兩個方面的原因：1.LED燈本身的性能(包括功率及發(fā)光效率)提高很快，成本在降低，而且LED驅(qū)動技術在逐步提高，LED照明的穩(wěn)定性和可靠性都有了較大的提升;2.政策上，LED燈具作為綠色節(jié)能的產(chǎn)品，很多國家和地區(qū)都在關注和扶持。照明市場對LED驅(qū)動的需求是可靠、高效(包括功率因素)、低成本、小體積，因此要求LED驅(qū)動設計針對特定的應用市場，如LED路燈、LED射燈、LED日光燈、LED燈泡等開發(fā)一系列的LED驅(qū)動產(chǎn)品。相信隨著LED照明價格的降低以及性能的提高，LED照明勢必會全面進入潛力無限的家居照明。
廖光彬
LED在背光部分的市場已漸漸成熟，尤其在Notebook(筆記本電腦)上，預估今年底前將有近一半的Notebook采用LED背光，而后會逐年增加，成為主流。電視背光在Samsung力推側(cè)光(Edge-light)的背光方式后價格漸漸為市場所接受，這部分應該是今明兩年增長最快的市場。
桌上型Monitor(監(jiān)視器)受限于市場上對低價的追逐，LED背光在這部分的增長會顯得較為緩慢，而LED顯示屏(Billboard)的發(fā)展已進入一個穩(wěn)定期，隨著國際經(jīng)濟狀況的漸漸恢復，商業(yè)大樓外掛顯示屏的市場應該會持續(xù)成長。
而就長期來說，照明將是LED最為重要的一個市場，雖然目前仍受限于LED價格過高以及相較于一般省電燈泡效益不大的問題，但隨著科技演進，LED的價格會不斷下降，而發(fā)光效率會不斷提升，預計2-3年內(nèi)將會有爆發(fā)點出現(xiàn)，到時LED照明取代傳統(tǒng)照明將成為趨勢而帶來驚人的市場。
古瓊景
從諸多報告及上半年的出貨記錄來看，當前市場對LED驅(qū)動的需求，從2009年到2011年，以小型Notbook背光IC及室內(nèi)照明的復合成長最高，分別是39%及35%;出貨量以智能手機背光IC為最多，所以在未來三年，市場應該還是以這三個應用為主軸來發(fā)展。
茂達旗下負責LEDIC產(chǎn)品的綠達向下整合LED照明業(yè)務，成立綠明科技負責LED照明系統(tǒng)模塊及燈具的研發(fā)設計，另外，旗下異能科技也將進軍LED照明電控市場。盡管LED照明市場滲透率仍不到2%，然而LED照明已可望切入在營業(yè)場所的局部重點照明的應用市場。中國臺灣業(yè)者將憑借在同等技術規(guī)格基礎上成本大幅降低的優(yōu)勢，進軍美國及日本市場。目前影響LED照明使用時間的決定因素在于電控及IC設計。LED路燈故障的原因有90%在于電控系統(tǒng)故障。綠明科技的專長即在于散熱技術、電控以及二次光學設計，可根據(jù)終端產(chǎn)品的需求，回饋給上游的兄弟公司綠達及異能，而綠達及異能將可依據(jù)綠明的需求，設計出適合的電控及IC。
鄭文盛
照明市場在未來的增長將最快，這主要是著眼于中國大陸的龐大市場，在“十城萬盞”計劃的推動下，照明市場于今年開始，可望呈爆炸式成長。在各國政府環(huán)保意識提高的情況下，傳統(tǒng)照明方式較為耗電的缺點，也將促使各國政府將它慢慢更換為LED照明。整體來說，照明市場的龐大需求主要是因為產(chǎn)品跟人類生活息息相關。
LED驅(qū)動細分市場受關注
□在很多廠商都在瞄準高功率大電流應用的時候，有的廠商也在關注小電流驅(qū)動應用，比如汽車尾燈、裝飾照明、工作燈、柜臺照明等細分市場。
□隨著LED驅(qū)動產(chǎn)品的成長和逐步成熟，產(chǎn)業(yè)的細分是一個必然的趨勢。
隨著LED應用的拓寬，產(chǎn)業(yè)開始出現(xiàn)細分化，比如一些小功率的應用如汽車尾燈、裝飾照明等細分市場也被廠家關注，如何看這個趨勢?
邢正人
隨著某一項產(chǎn)品的成長和逐步成熟，產(chǎn)業(yè)的細分是一個必然的趨勢。MPS在關注高功率大電流應用的同時，也在關注小電流驅(qū)動的應用。事實上，由于LED壽命長、光效高、節(jié)能環(huán)保的特點，其早期應用就是從廣告牌、景觀照明等領域開始的。而且隨著LED的成熟，在這些領域的應用也越來越多，逐漸成為主流光源，市場前景看好。
蔣家亮
安森美半導體在瞄準高功率大電流應用的同時，也非常關注小電流驅(qū)動應用，并看好其發(fā)展空間。安森美半導體身為功率產(chǎn)品和電源方案的領導者，提供功率范圍在1W至500W的完整LED照明解決方案。我們的LED驅(qū)動方案用于從20mA至高于2A的寬泛電流范圍，如適合高于500mA的大電流應用的開關穩(wěn)壓器、適合于200mA至500mA中等電流范圍及低于200mA低電流范圍的線性穩(wěn)壓器等。此外，安森美半導體近期也推出用于低電流應用的NSI45系列雙端線性恒流穩(wěn)壓器(CCR)。這些新的LED驅(qū)動器具有簡單、經(jīng)濟及可靠等特點，比普通線性穩(wěn)壓器和開關穩(wěn)壓器簡單，但性能大幅優(yōu)于目前一些低電流LED應用中所用的電阻型驅(qū)動器的方案，滿足了汽車內(nèi)部/外部照明、商業(yè)標志牌及建筑物LED照明的應用需求。
吳建興
散熱和光的方向性在LED照明中是必須考慮的問題。采用小電流的多個LED方案，可以有效地解決散熱問題，同時改善LED照明中光的方向性問題。另外，目前小電流的LED芯片的光效率要高于大功率的LED芯片。高功率大電流驅(qū)動應用與小電流的驅(qū)動應用是相輔相成、互為補充的，主要還是需要根據(jù)不同的應用市場去區(qū)分。
廖光彬
高功率跟低功率的LED有不同的市場應用，可預見高功率LED將來的成本會較低，但就部分室內(nèi)照明而言，追求光線柔和及亮度均勻也是相當重要的部分。如果使用高功率LED來做臺燈或取代一般的日光燈管，在做到亮度均勻的前提下要使用較為模糊的遮光罩，這會使整體發(fā)光效率大為降低，反而不劃算。所以就目前看來，在高功率LED取得更大突破前，低功率LED仍有其市場存在的必要。
古瓊景
這些都是屬于比較利基的市場，這些市場的驅(qū)動IC基本上和室內(nèi)照明有大部分是共享的，所以廠家推廣的方式是以長尾策略去接觸客戶。
鄭文盛
每個市場都會有需求，廠商能否從市場中賺到錢，要看需求面與供給面是否平衡或是需求是否大于供給。小電流驅(qū)動應用的跨入門檻較低，相對競爭也會較大。在大家一窩蜂生產(chǎn)“Metoo”產(chǎn)品之際，的確很容易造成惡性競爭的狀況，所以該思考的是除了價格戰(zhàn)之外，應該回歸到產(chǎn)品本身，思考自身產(chǎn)品是否有創(chuàng)新之處。以LED顯示屏為例，盡管業(yè)界都知道散熱是十分重要的，但是我們卻早在兩年前，領先所有廠商，利用QFN封裝解決了顯示屏的散熱問題，在不改變電路的設計下，靠變更驅(qū)動芯片的封裝形態(tài)，進而大幅改善LED顯示屏的散熱、電磁干擾、組裝工時及成本，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定度。對迅杰而言，我們專注在高功率高電壓的應用，提供LED相關產(chǎn)品的整體解決方案。
高亮度驅(qū)動轉(zhuǎn)換效率要求高 小電流驅(qū)動關注性價比
□高亮度LED主要應用在照明領域。其電流大，要求驅(qū)動電路的轉(zhuǎn)換效率高，高溫性能穩(wěn)定可靠。
□在小電流LED驅(qū)動方面，新出現(xiàn)的線性恒流穩(wěn)壓器成為一種性價比更高的驅(qū)動方案。
高亮度與低亮度LED驅(qū)動在技術上有何不同，要滿足市場需求，對企業(yè)提出了哪些挑戰(zhàn)?顯示驅(qū)動技術與背光、照明相比有何特點?
邢正人
高亮度LED主要應用在照明領域。其電流大，要求驅(qū)動電路的轉(zhuǎn)換效率高，高溫性能穩(wěn)定可靠。MPS生產(chǎn)的MP2488在路燈應用中，轉(zhuǎn)換效率可達97%以上。
低亮度LED主要應用于背光領域。為了保證屏幕亮度均勻，有三個方面的要求：1.燈電流能得到精確的控制，并且各串LED間的電流能保持平衡;2.能方便地實現(xiàn)調(diào)光，例如，MPS生產(chǎn)的MP3388能將燈電流控制在3%以內(nèi)，各串LED間的電流也可以控制在3%以內(nèi)，并且提供了PWM調(diào)光、DC電平調(diào)光等各種方式;3.一些移動設備和液晶電視要求背光驅(qū)動芯片具有數(shù)字接口，以方便地實現(xiàn)MCU對LED的調(diào)光控制。
吳志民
小顯示屏更多采用白光 LED。升壓型LED驅(qū)動器的典型應用是背光系統(tǒng)，降壓型LED驅(qū)動器典型應用是普通照明。專門給投影儀設計的驅(qū)動器中，其驅(qū)動電流非常高，因為在投影儀中使用的LED的功率是非常大的。
美國國家半導體在2009年2月推出全新的離線式恒流控制器LM3445。該產(chǎn)品的優(yōu)勢在于可以支持具備三端雙向可控硅(TRIAC)正向或反向相位控制功能的傳統(tǒng)入墻式調(diào)光器，因此可以穩(wěn)定調(diào)控高亮度LED的亮度，確保不會出現(xiàn)光線閃爍問題。這款LED驅(qū)動器不但可以穩(wěn)定控制LED的亮度，確保亮度變化平穩(wěn)，而且還可輸出1A以上的恒流來驅(qū)動多串LED，可廣泛應用于住宅、建筑物、商業(yè)及工業(yè)專用照明領域。利用三端雙向可控硅(TRIAC)調(diào)光器調(diào)控亮度的LED燈預計會在市場上大受歡迎。
從節(jié)能的角度看，小型熒光燈(CFL)是取代白熾燈的上佳選擇。雖然這種小型熒光燈非常受消費者歡迎，但其缺點是無法利用TRIAC調(diào)光器靈活調(diào)控燈光亮度。采用LM3445芯片的照明系統(tǒng)可以解決這個問題。
蔣家亮
業(yè)界不斷開發(fā)更高亮度的LED，而高亮度LED同樣可以用于大電流、中等電流及低電流等不同應用。如前所述，大電流LED驅(qū)動應用中通常采用開關穩(wěn)壓器，提供更高的能效，并提供極佳的亮度控制。例如，像素高達500萬甚至更高的照相手機和數(shù)碼相機應用需要極高強度的閃光來拍攝高質(zhì)量的照片，市場上新的LED設計符合這個要求。但單靠鋰離子電池并不能提供足夠的峰值電流來驅(qū)動 LED閃光，實際所需要的能量可能比電池能提供的能量高出400%。針對這方面的需求，安森美半導體最新推出業(yè)界首款10A超級電容LED閃光驅(qū)動器NCP5680，用于超薄照相手機和數(shù)碼相機。這器件集成了超級電容充電、浪涌電流管理和LED電流控制所需的全部電路，內(nèi)置的DC/DC轉(zhuǎn)換器基于高能效的電荷泵開關穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)，同時這器件中的I2C寄存器讓用戶能實時調(diào)節(jié)LED輸出電流及閃光持續(xù)時間。它使鋰離子電池支持更多耗電功能(如變焦、自動對焦、音頻、視頻、無線傳輸、GPS數(shù)據(jù)讀取及射頻放大)更長時間的工作，從而使智能手機提供更加豐富的功能同時，也可以不放棄纖薄型設計。
在小電流LED驅(qū)動方面，可以采用普通線性穩(wěn)壓器，或安森美半導體最新推出的線性恒流穩(wěn)壓器(CCR)。該線性恒流穩(wěn)壓器基于安森美半導體專利的自偏置晶體管(SBT)技術，結(jié)合自身超強的工藝控制能力，成為一種比開關穩(wěn)壓器和普通線性穩(wěn)壓器經(jīng)濟、但在性能上又比電阻型驅(qū)動高出許多的驅(qū)動方案。
吳建興
相對于低亮度LED驅(qū)動而言，高亮度LED驅(qū)動一般會更多應用在高壓大電流狀態(tài)，對工藝及電路的可靠性設計提出了更高的要求。在設計中，必須更多考慮電路在各種狀態(tài)下的安全性。而低亮度LED驅(qū)動產(chǎn)品如果應用在顯示領域，需要更多考慮數(shù)據(jù)傳輸及恒流瞬態(tài)響應能力。
LED顯示屏的驅(qū)動一般是多通道恒流源(目前多數(shù)為16通道)再加上灰度控制等功能，IC上不集成DC/DC等電源模塊，而在背光和照明驅(qū)動中，通道數(shù)會少一些，而且DC/DC轉(zhuǎn)換模塊通常是IC的一部分。
LED顯示屏非常注重屏的刷新速度和圖像表現(xiàn)能力，高匹配度、高刷新率和高分辨率成為判斷一個LED顯示屏性能優(yōu)劣的重要指標。這要求LED顯示屏驅(qū)動IC通道間電流的高一致性、高速的通信接口速率以及恒流響應速度。士蘭微目前有一款SD16729是針對LED顯示屏領域而推出的產(chǎn)品。
廖光彬
高亮度LED跟低亮度LED在驅(qū)動技術上并無太大的不同，但就應用的方式而言則有所區(qū)分，低亮度LED主要是小電流的驅(qū)動，大多使用MOS內(nèi)建的IC，而且多串并聯(lián)所引起的問題也較小。而高亮度的LED當消耗功率較大時，往往會選擇將MOS外掛的方式，而且多不允許采用多串并聯(lián)的設計，LED的并聯(lián)會導致不同串的電流不同，誤差有可能達到±20%甚至更高，部分LED會因此過熱而影響到產(chǎn)品的壽命。此問題容易出現(xiàn)在將高功率LED并聯(lián)的設計上。
就LED照明而言散熱仍是一大挑戰(zhàn)，LED較傳統(tǒng)照明多了一項在電源上的功率消耗，這部分產(chǎn)生的熱量往往會引起先前所沒預料到的問題，如何將系統(tǒng)溫度降低進而延長產(chǎn)品壽命，應該是目前最需要面對的問題。
顯示屏的驅(qū)動與背光技術的應用大多屬于低功率LED應用的范圍，照明驅(qū)動則大多屬于高功率應用的范圍，驅(qū)動的瓦數(shù)及電流均不相同。顯示屏驅(qū)動的技術著重于LED灰階線性度及快速的輸出響應。背光廠則采用多并多串的架構(gòu)使得需要的操作電壓高達50V～60V，這會使驅(qū)動IC所需要的工藝技術提高，在串高電壓后每個LED的VF的差異度便需要列入考慮，這對整體的電源效率及定電流(ConstantCurrent)控制會有很大的影響。
照明的驅(qū)動技術著重在于提高LED電源轉(zhuǎn)換效率及調(diào)光的技術，立锜科技對各式LED的驅(qū)動方案，包括背光、照明及顯示屏，都有多種方案可供選擇。
古瓊景
高亮度LED驅(qū)動與低亮度LED驅(qū)動在技術上有許多不同的要求，主要是安全規(guī)范的差異和成本的要求。高亮度LED驅(qū)動安全性要求高，不管隔離式還是非隔離式架構(gòu)，都要符合安全規(guī)范，相對單價就可以拉高，而驅(qū)動效率就可以相對做好一些。
低亮度LED驅(qū)動因為成本要求低，所以會犧牲掉一些效率或功能，只要符合基本需求即可。大致來說，技術上沒有太大差異，就是在安全規(guī)范和成本上取得一個平衡。
鄭文盛
高亮度LED驅(qū)動與低亮度LED驅(qū)動在技術上最大的差異在于電流的差異。對于迅杰科技而言，并無造成任何困擾，但現(xiàn)階段我們的產(chǎn)品策略重點在研發(fā)高亮度LED驅(qū)動IC上，因為該市場門檻較高，需一流的研發(fā)團隊方能提供高質(zhì)量的產(chǎn)品，無形中會減少競爭。就產(chǎn)品特性而言LED顯示屏是以定電流做驅(qū)動，背光與照明是以 PWM與 ChargePump的方法驅(qū)動。迅杰科技具備這兩種不同的驅(qū)動技術。
（夾心）
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