LED應用電路研發(fā)設計思路 —電路圖天天讀（124）

　　近兩年隨著(zhù)LED技術(shù)的迅速發(fā)展和能源的緊張，LED被廣泛應用到信息顯示、交通信號燈、背光源、汽車(chē)用燈、半導體照明、室外廣告燈飾、景觀(guān)照明等領(lǐng)域，被譽(yù)為21世紀的綠色照明產(chǎn)品。LED涉及的產(chǎn)業(yè)也蘊藏著(zhù)巨大的發(fā)展潛力，專(zhuān)家預言在未來(lái)幾年LED將作為主流照明光源，就像晶體管取代電子管一樣，大勢所趨、不可阻擋。目前，國內LED產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展比較成熟，LED產(chǎn)業(yè)上游包括原材料和襯底等環(huán)節，中游包括外延和芯片等環(huán)節，下游包括封裝、應用等環(huán)節。目前我國LED產(chǎn)業(yè)集中在產(chǎn)業(yè)鏈下游，企業(yè)規模小，研發(fā)能力不強，企業(yè)眾多，與國外技術(shù)水平差距較小，難以形成獨特競爭力。我國上游產(chǎn)業(yè)企業(yè)與國際先進(jìn)水平比較，整體上一般芯片的亮度、發(fā)光效率、抗靜電能力、抗漏電能力以及品質(zhì)控制水平與國際廠(chǎng)家仍有差距，同時(shí)能滿(mǎn)足市場(chǎng)需要且規?；a(chǎn)的企業(yè)少。面對火爆的LED市場(chǎng)我們究竟要做些什么？

　　LED照明應用中存在的優(yōu)勢及問(wèn)題

　　作為一種快速發(fā)展的新型光源，LED具有以下幾方面的特征

　　1、環(huán)保：不含汞等有害氣體、沒(méi)有污染，光譜沒(méi)有輻射，其廢棄物可回收，是典型的綠 色光源；2、節能：LED作為半導體發(fā)光燈，其電能消耗僅相當于傳統霓虹燈的20%左右。3、壽命長(cháng)：理論使用壽命長(cháng)達10萬(wàn)小時(shí)，可靠、維護成本低；4、使用電壓低：工作電壓一般在幾伏以下，便于應用在可靠性和安全性高的場(chǎng)合。

　　LED在照明中的優(yōu)勢：

　　1、采用低電壓供電－無(wú)高壓環(huán)節，成本低，可靠性高；2、符件簡(jiǎn)單無(wú)啟動(dòng)器、鎮流器或超高壓變壓器；3、結構簡(jiǎn)單具有固體光源的最大優(yōu)點(diǎn)，不充氣，無(wú)玻璃外 殼，無(wú)氣體密封問(wèn)題，耐沖擊；4、可控性好響應時(shí)間快（微秒數量級），可反復頻繁亮滅，基本無(wú)惰性，不會(huì )疲倦；5、色彩純厚由半導體PN結自身產(chǎn)生色彩，純正、濃厚；6、色彩豐富三基色加數碼技術(shù)，可演變任意色彩，7、輕質(zhì)結構節材、對燈具強度和剛度要求較低；8、體積小巧大的LED燈具由LED組成，最小的LED僅為平方毫米數量級或更??；9、可塑性好LED光源的精巧，使LED能適應各種幾何尺寸和不同空間大小的裝飾和照明要求，諸如：點(diǎn)、線(xiàn)、面、球、異型式，乃至任意藝術(shù)造型的燈光雕塑。

　　散熱設計

　　1、最短的熱傳到路徑，減小熱傳導阻力；2、增大相互傳導面積，增加熱傳到速度；3、合理的計算設計散熱面積；4、有效的利用熱容量效應。

　　輸出驅動(dòng)電壓選擇：20W以?xún)仁须婒寗?dòng)時(shí)48V左右比較合適；較大的功率市電驅動(dòng)輸出電壓36V左右最合適；離線(xiàn)式照明大部分是12V和24V電壓。

　　特點(diǎn)：

　　基于串并聯(lián)安全考慮出負載合適的驅動(dòng)電壓值，盡量統一電壓值減小電源設計規格成本；基于安規規定，產(chǎn)品設計要符合認證要求，流峰值超過(guò)42.4Vac或直流超過(guò)60Vdc的電壓 ；從解決LED照明市場(chǎng)大規模上量的技術(shù)和品質(zhì)問(wèn)題考慮。

　　最高效率后端驅動(dòng)方式

　　當輸出電壓在48V左右時(shí)，低壓差線(xiàn)性恒流器件恒流效率高達99%，恒流精度±3%以?xún)?，不受任何外圍器件影響；當輸出電壓?6V左右時(shí)，低壓差線(xiàn)性恒流器件恒流效率高達98.6%，恒流精度±3%以?xún)?，不受任何外圍器件影響?就算在離線(xiàn)式照明部分，較低的電壓12V和24V，也分別有96%和98%的效率；功率大小效率是相等的。

　　特點(diǎn)：

　　最高效的驅動(dòng)恒流架構；最高精度的恒流方式，受外圍器件影響最小 ；簡(jiǎn)潔、方便、實(shí)用。

　　恒流消耗的功耗已達到可以忽略的程度

　　在深圳CYT公司實(shí)驗室，我們已經(jīng)驗證到后端恒流效率達到99.99375 %，到了可以完全忽略的地步；

　　未來(lái)我們用1年時(shí)間完成這一設計成就，十多人的IC設計團隊和強有力的電源廠(chǎng)家合作，會(huì )盡快完成這一目標。

　　AC-DC設計

　　開(kāi)關(guān)電源發(fā)展到今天是多年積累的結果，短期內AC-DC直接恒流不可突破；恒壓和恒流是矛和盾的關(guān)系，必須要分開(kāi)考慮；恒流源負載調整率是1%（mA）/V，達不到恒流效果；想法越多成本越高，與風(fēng)險成正比。

　　特點(diǎn)：

　　要合理的利用現有的開(kāi)關(guān)電源資源，是最經(jīng)濟的；恒壓和恒流技術(shù)結合是必然的；在穩定的產(chǎn)品技術(shù)上創(chuàng )意才是有效的。

　　LED組合化封裝是未來(lái)發(fā)展趨勢

　　模組的組合設計能有效的降低一次性封裝成本；分散的封裝形式有利于減低散熱設計成本；選擇國產(chǎn)的鋁基PCB板材；便于光學(xué)設計；電源設計簡(jiǎn)化；封裝形式多樣；有利增強國產(chǎn)LED競爭力。電源的成熟需要時(shí)間，有些關(guān)于LED電源的宣傳你敢相信嗎？先恒壓，再線(xiàn)性恒流，一定是LED照明驅動(dòng)方式未來(lái)市場(chǎng)主流！相信未來(lái)LED會(huì )得到更廣泛的應用。