高壓優(yōu)于低壓 LED照明芯片市場(chǎng)轉變

LED照明優(yōu)勢無(wú)法體現關(guān)鍵在于低壓驅動(dòng)芯片

LED光源使用壽命長(cháng)、節能省電、應用簡(jiǎn)單方便、使用成本低，因而在家庭照明都將得到海量的應用。LED光源的技術(shù)日趨成熟，每瓦發(fā)光流明迅速增長(cháng)，促使其逐年遞減降價(jià)。LED燈具的高節能、長(cháng)壽命、利環(huán)保的優(yōu)越性能獲得普遍的公認。

LED光源工作特點(diǎn)照明用LED光源的VF電壓都很低，一般VF=2.75-3.8V，IF在15-1400mA;因此LED驅動(dòng)IC的輸出電壓是VFXN或VFX1,IF恒流在15-1400mA。LED燈具使用的LED光源有小功率(IF=15-20mA)和大功率(IF>200mA))二種，小功率LED多用來(lái)做LED日光燈、裝飾燈、格柵燈;大功率LED用來(lái)做家庭照明燈、射燈、水底燈、洗墻燈、路燈、隧道燈、汽車(chē)工作燈等。功率LED光源是低電壓、大電流驅動(dòng)的器件，其發(fā)光的強度由流過(guò)LED的電流大小決定，電流過(guò)強會(huì )引起LED光的衰減，電流過(guò)弱會(huì )影響LED的發(fā)光強度，因此，LED的驅動(dòng)需要提供恒流電源，以保證大功率LED使用的安全性，同時(shí)達到理想的發(fā)光強度。在LED照明領(lǐng)域，要體現出節能和長(cháng)壽命的特點(diǎn)，選擇好LED驅動(dòng)IC至關(guān)重要，沒(méi)有好的驅動(dòng)IC的匹配，LED照明的優(yōu)勢無(wú)法體現。LED燈具對低壓驅動(dòng)芯片的要求：

1、驅動(dòng)芯片的封裝應有利于驅動(dòng)芯片管芯的快速散熱，如將管芯(Die)直接綁定在銅板上，并有一Pin直接延伸到封裝外，便于直接焊接在PCB板的銅箔上迅速導熱。如在一個(gè)類(lèi)似4X4mm的硅片管芯上，要長(cháng)時(shí)間通過(guò)300-1000mA的電流，必然有功耗，必然會(huì )發(fā)熱，芯片本身的物理散熱結構也是至關(guān)重要的。

2、驅動(dòng)芯片本身的抗EMI、噪音、耐高壓的能力也關(guān)系到整個(gè)LED燈具產(chǎn)品能否順利通過(guò)CE、UL等認證，因此驅動(dòng)芯片本身在設計伊始就要選用優(yōu)秀的拓樸結構和高壓的生產(chǎn)工藝。

3、驅動(dòng)芯片自身功耗要求小于0.5W，開(kāi)關(guān)工作頻率要求大于120Hz，以免工頻干擾而產(chǎn)生可見(jiàn)閃爍。LED綠色照明促使驅動(dòng)芯片向創(chuàng )新設計發(fā)展，LED燈具照明是離不開(kāi)驅動(dòng)芯片的，因此需要多種功能的LED光源驅動(dòng)IC。LED燈具選用36V以下的交流電源可以考慮非隔離供電，如選用220V和100V的交流電源應考慮隔離供電。直接使用AC100-220V的驅動(dòng)芯片，因應用體積苛求，在技術(shù)上還有更高的要求、更大的難度，目前各國都在努力開(kāi)發(fā)中。LED燈具的海量需求市場(chǎng)給所有集成電路設計公司再次成功的機會(huì )，快速轉型、早出產(chǎn)品，贏(yíng)的機會(huì )多多。

4、驅動(dòng)芯片的標稱(chēng)輸入電壓范圍應當滿(mǎn)足DC8-40V，以覆蓋應用面的需要，耐壓如能大于45V更好;AC12V或24V輸入時(shí)簡(jiǎn)單的橋式整流器輸出電壓會(huì )隨電網(wǎng)電壓波動(dòng)，特別是電壓偏高時(shí)輸出直流電壓也會(huì )偏高，驅動(dòng)IC如不能適應寬電壓范圍，往往在電網(wǎng)電壓升高時(shí)會(huì )被擊穿，LED光源也因此被燒毀。

5、驅動(dòng)芯片的標稱(chēng)輸出電流要求大于1.2-1.5A，作為照明用的LED光源，1W功率的LED光源其標稱(chēng)工作電流為350mA，3W功率的LED光源其標稱(chēng)工作電流為700mA，功率大的需要更大的電流，因此LED照明燈具選用的驅動(dòng)IC必需有足夠的電流輸出，設計產(chǎn)品時(shí)必需使驅動(dòng)IC工作在滿(mǎn)負輸出的70-90%的最佳工作區域。使用滿(mǎn)負輸出電流的驅動(dòng)IC在燈具狹小空間散熱不暢，容易疲勞和早期失效。

6、驅動(dòng)芯片的輸出電流必需長(cháng)久恒定，LED光源才能穩定發(fā)光，亮度不會(huì )閃爍;同一批驅動(dòng)芯片在同等條件下使用，其輸出電流大小要盡可能一致，也就是離散性要小，這樣在大批量自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上生產(chǎn)才能有效和有序;對于輸出電流有一定離散性的驅動(dòng)芯片必選在出廠(chǎng)或投入生產(chǎn)線(xiàn)前分檔，調整PCB板上電流設定電阻(Rs)的阻值大小，使之生產(chǎn)的LED燈具恒流驅動(dòng)板對同類(lèi)LED光源的發(fā)光亮度一致，保持最終產(chǎn)品的一致性。

低壓LED芯片不適應LED通用照明市場(chǎng)將被淘汰

LED通用照明市場(chǎng)今天之所以吊足了大家的胃口，吸引了這么多人的關(guān)注，原因不外乎以下三方面，第一，它的市場(chǎng)夠大;第二，今年底或明年初，LED通用照明市場(chǎng)的元年就將來(lái)到，亦即LED照明燈具占總體照明燈具的比例將超過(guò)10%;第三，與白熾燈、熒光燈和節能燈市場(chǎng)基本上被GE、飛利浦和OSRAM等少數幾家供應商壟斷不同，今天這些大燈具供應商生產(chǎn)的LED照明燈具只占全部燈具市場(chǎng)的10%左右，亦即LED通用照明市場(chǎng)還不是一個(gè)壟斷市場(chǎng)，大家都還有機會(huì )在里面玩。

不過(guò)，今天大多數LED芯片供應商面臨一個(gè)出局的危險，因為他們今天生產(chǎn)的低壓LED芯片將越來(lái)越難以賣(mài)進(jìn)LED通用照明市場(chǎng)。為什么呢?因為高壓LED出現了，高壓LED相比低壓LED有二大明顯競爭優(yōu)勢：

第一，在同樣輸出功率下，高壓LED所需的驅動(dòng)電流大大低于低壓LED。如以晶元光電的高壓藍光1WLED為例，它的正向壓降高達50V，也即它只需20mA驅動(dòng)電流就可以輸出1W功率，而普通正向壓降為3V的1WLED，需要350mA驅動(dòng)電流才能輸出1W功率，因此同樣輸出功率的高壓LED在工作時(shí)耗散的功率要遠低于低壓LED，這意味著(zhù)散熱鋁外殼的成本可大大降低。

第二，高壓LED可以大幅降低AC-DC轉換效率損失。以10W輸出功率為例，如果采用正向壓降為50V的1W高壓LED，輸出端可以采取2并4串的配置，4個(gè)串聯(lián)LED的正向壓降為200V，也就是說(shuō)只需從市電220V交流電(AC)利用橋式整流及降20V就可以了。但如果我們采用正向壓降為3V的1W低壓LED，即便10個(gè)串在一起正向壓降也不過(guò)30V，也就是說(shuō)需要從220VAC市電降壓到30VDC。我們知道，輸入和輸出壓差越低，AC到DC的轉換效率就越高，可見(jiàn)如采用高壓LED，變壓器的效率就可以得到大大提高，從而可大幅降低AC-DC轉換時(shí)的功率損失，這一熱耗減少又可進(jìn)一步降低散熱外殼的成本。

由此可見(jiàn)，高壓LED可以帶來(lái)LED照明燈具成本和重量的有效降低，但其更重要的意義是大幅降低了對散熱系統的設計要求，從而有力掃清了LED照明燈具進(jìn)入室內照明市場(chǎng)的最大技術(shù)障礙。因此，高壓LED將主導未來(lái)的LED通用照明燈具市場(chǎng)。