新一代LED驅(qū)動(dòng)IC的設(shè)計(jì)，必須打破傳統(tǒng)的DC/DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念。如采用恒功率，不采用磁滯控制的降壓型而采用定頻定電流控制，解決使用鹵素?zé)綦娮幼儔浩魉a(chǎn)生的燈源閃爍和多燈并聯(lián)不亮等等問題。
LED作為綠色、節(jié)能、省電、長(zhǎng)壽命的第四代照明燈具異軍突起、廣受關(guān)注，正在如火如荼地發(fā)展。由于LED光源是低電壓(VF=2-3.6V)、大電流(IF=200mA-1500mA)工作的半導(dǎo)體器件，因此必須提供合適的直流電流才能正常發(fā)光。直流(DC)驅(qū)動(dòng)DCLED光源發(fā)光的技術(shù)已經(jīng)越來越成熟。
照明驅(qū)動(dòng)IC電壓范圍更廣
由于我們?nèi)粘Ｕ彰魇褂玫碾娫词歉邏航涣麟?font face="Arial" style="margin: 0px; padding: 0px; word-break: break-all;">(AC100V-220V)，所以必須使用降壓的技術(shù)來獲得較低的電壓，常用采用變壓器或開關(guān)電源降壓，然后將交流電(AC)變換成直流電(DC)，再變換成直流恒流源，這樣才能促使LED光源發(fā)光。
直流驅(qū)動(dòng)LED光源的系統(tǒng)應(yīng)用方案必然是：變壓器+整流或開關(guān)電源+恒流源(見右圖)。LED燈具里必須要有一定的空間來安置這個(gè)電源模塊，但是對(duì)于E27標(biāo)準(zhǔn)螺口的燈具來說空間十分有限，很難安置。無論是經(jīng)由變壓器+整流或是開關(guān)電源降壓，系統(tǒng)都會(huì)有一定量的損耗。DCLED燈具在交流、直流電之間轉(zhuǎn)換時(shí)約有15%～30%的電力被損耗，系統(tǒng)效率很難做到90%以上。因此如果能用交流電(AC)直接驅(qū)動(dòng)LED光源發(fā)光，系統(tǒng)應(yīng)用方案將大大簡(jiǎn)化，系統(tǒng)效率將可以很輕松達(dá)到90%以上。
由此看來，LED驅(qū)動(dòng)IC(集成電路)在LED燈具中是至關(guān)重要的器件。目前國(guó)內(nèi)照明LED驅(qū)動(dòng)IC的研發(fā)、生產(chǎn)廠家已有10多家。
直流驅(qū)動(dòng)LED光源的系統(tǒng)應(yīng)用方案
LED光源應(yīng)用的基本技術(shù)要素是必須滿足它的VF(正向電壓)和IF(正向電流)需求。VF是為LED光源建立一個(gè)正常的工作狀態(tài)，IF則促使LED光源發(fā)光，LED亮度與電流大小成正比。順應(yīng)照明LED驅(qū)動(dòng)IC技術(shù)的發(fā)展，LED驅(qū)動(dòng)IC的輸入電壓(Vin)范圍將更寬廣(DC5V-45V)，輸出恒流精度更高(1%)。鑒于越來越多的LED燈具選用多顆大功率LED串聯(lián)應(yīng)用技術(shù)，新一代LED驅(qū)動(dòng)IC輸出耐壓提高到60V-100V，這就需要用高壓工藝來生產(chǎn)LED驅(qū)動(dòng)IC的晶圓片。LED驅(qū)動(dòng)IC輸出耐壓的提高為它在汽車電子、汽車燈具、高亮度照明等高電壓要求的應(yīng)用打開了新的市場(chǎng)。
新設(shè)計(jì)打破傳統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
LED光源是一種長(zhǎng)壽命光源，理論壽命可達(dá)50000小時(shí)，但是如果應(yīng)用電路設(shè)計(jì)不合理、電路元器件選用不當(dāng)、LED光源散熱不好，都會(huì)影響它的使用壽命。特別是在應(yīng)用電路里，作為AC/DC整流橋的輸出濾波器的電解電容器，它的使用壽命在5000小時(shí)以下，這就成了制造長(zhǎng)壽命LED燈具技術(shù)的攔路虎。唯一可行的先進(jìn)解決方案是設(shè)計(jì)生產(chǎn)可以在應(yīng)用電路里省去電解電容器的新一代LED驅(qū)動(dòng)IC，日本某公司新的LED驅(qū)動(dòng)ICTK5401無需在應(yīng)用電路上使用電解電容器，壽命可達(dá)4萬-5萬小時(shí)，正好與LED壽命匹配。使用此款IC可使PCB板面積縮小至原來的40%，節(jié)省了電源模塊的空間，這也是LED燈具設(shè)計(jì)所要斤斤計(jì)較的重要方面。
新一代LED驅(qū)動(dòng)IC的設(shè)計(jì)，必須打破傳統(tǒng)的DC/DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念。如采用恒功率，不采用磁滯控制的降壓型而采用定頻定電流控制，解決使用鹵素?zé)綦娮幼儔浩魉a(chǎn)生的燈源閃爍和多燈并聯(lián)不亮問題等等。此外，還必須使LED驅(qū)動(dòng)IC在多種應(yīng)用電路中能通過EMC、安規(guī)、CE、UL等認(rèn)證。應(yīng)用電路力求簡(jiǎn)潔、減少元器件使用量也是客戶降低成本的要求。隔離與非隔離的應(yīng)用歷來是商家安全與效率之爭(zhēng)的焦點(diǎn)，PWM控制器的占空比在不斷提高。
0.5W-3W的LED光源與LED驅(qū)動(dòng)IC集成在一個(gè)CMC封裝內(nèi)的新一代芯片已經(jīng)小批量生產(chǎn)，表明LED驅(qū)動(dòng)IC正在向高度集成化的多芯片(CMC)封裝方向發(fā)展。可用交流電(AC)直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光的新一代、特殊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)ACLED光源生產(chǎn)技術(shù)的日趨成熟，將開創(chuàng)LED照明技術(shù)的又一新紀(jì)元。
LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)現(xiàn)狀
LED驅(qū)動(dòng)IC的特性是要求電流輸出的一致性與恒定性。目前國(guó)內(nèi)照明LED驅(qū)動(dòng)IC產(chǎn)品技術(shù)都還是采用傳統(tǒng)的DC/DC降壓、升壓恒流的模式以及由PWM(電源管理)控制器組成的恒流源電路，目前這兩類LED驅(qū)動(dòng)IC技術(shù)尚處在發(fā)展的初級(jí)階段，特別是受限于晶圓片的生產(chǎn)工藝的進(jìn)展，對(duì)需求日益增長(zhǎng)的較高電壓應(yīng)用造成影響。隨著照明應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，LED驅(qū)動(dòng)IC正在向中高級(jí)和高度集成、多芯片封裝(CMC)技術(shù)方向發(fā)展。