LED應(yīng)用電路研發(fā)設(shè)計(jì)思路 —電路圖天天讀（124）

　　近兩年隨著LED技術(shù)的迅速發(fā)展和能源的緊張，LED被廣泛應(yīng)用到信息顯示、交通信號燈、背光源、汽車用燈、半導(dǎo)體照明、室外廣告燈飾、景觀照明等領(lǐng)域，被譽(yù)為21世紀(jì)的綠色照明產(chǎn)品。LED涉及的產(chǎn)業(yè)也蘊(yùn)藏著巨大的發(fā)展?jié)摿?，專家預(yù)言在未來幾年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(nèi)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(jié)，中游包括外延和芯片等環(huán)節(jié)，下游包括封裝、應(yīng)用等環(huán)節(jié)。目前我國LED產(chǎn)業(yè)集中在產(chǎn)業(yè)鏈下游，企業(yè)規(guī)模小，研發(fā)能力不強(qiáng)，企業(yè)眾多，與國外技術(shù)水平差距較小，難以形成獨(dú)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)控制水平與國際廠家仍有差距，同時(shí)能滿足市場需要且規(guī)?；a(chǎn)的企業(yè)少。面對火爆的LED市場我們究竟要做些什么？

　　LED照明應(yīng)用中存在的優(yōu)勢及問題

　　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、沒有污染，光譜沒有輻射，其廢棄物可回收，是典型的綠 色光源；2、節(jié)能：LED作為半導(dǎo)體發(fā)光燈，其電能消耗僅相當(dāng)于傳統(tǒng)霓虹燈的20%左右。3、壽命長：理論使用壽命長達(dá)10萬小時(shí)，可靠、維護(hù)成本低；4、使用電壓低：工作電壓一般在幾伏以下，便于應(yīng)用在可靠性和安全性高的場合。

　　LED在照明中的優(yōu)勢：

　　1、采用低電壓供電－無高壓環(huán)節(jié)，成本低，可靠性高；2、符件簡單無啟動器、鎮(zhèn)流器或超高壓變壓器；3、結(jié)構(gòu)簡單具有固體光源的最大優(yōu)點(diǎn)，不充氣，無玻璃外 殼，無氣體密封問題，耐沖擊；4、可控性好響應(yīng)時(shí)間快（微秒數(shù)量級），可反復(fù)頻繁亮滅，基本無惰性，不會疲倦；5、色彩純厚由半導(dǎo)體PN結(jié)自身產(chǎn)生色彩，純正、濃厚；6、色彩豐富三基色加數(shù)碼技術(shù)，可演變?nèi)我馍剩?、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)節(jié)材、對燈具強(qiáng)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(shù)量級或更??；9、可塑性好LED光源的精巧，使LED能適應(yīng)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、面、球、異型式，乃至任意藝術(shù)造型的燈光雕塑。

　　散熱設(shè)計(jì)

　　1、最短的熱傳到路徑，減小熱傳導(dǎo)阻力；2、增大相互傳導(dǎo)面積，增加熱傳到速度；3、合理的計(jì)算設(shè)計(jì)散熱面積；4、有效的利用熱容量效應(yīng)。

　　輸出驅(qū)動電壓選擇：20W以內(nèi)市電驅(qū)動時(shí)48V左右比較合適；較大的功率市電驅(qū)動輸出電壓36V左右最合適；離線式照明大部分是12V和24V電壓。

　　特點(diǎn)：

　　基于串并聯(lián)安全考慮出負(fù)載合適的驅(qū)動電壓值，盡量統(tǒng)一電壓值減小電源設(shè)計(jì)規(guī)格成本；基于安規(guī)規(guī)定，產(chǎn)品設(shè)計(jì)要符合認(rèn)證要求，流峰值超過42.4Vac或直流超過60Vdc的電壓 ；從解決LED照明市場大規(guī)模上量的技術(shù)和品質(zhì)問題考慮。

　　最高效率后端驅(qū)動方式

　　當(dāng)輸出電壓在48V左右時(shí)，低壓差線性恒流器件恒流效率高達(dá)99%，恒流精度±3%以內(nèi)，不受任何外圍器件影響；當(dāng)輸出電壓在36V左右時(shí)，低壓差線性恒流器件恒流效率高達(dá)98.6%，恒流精度±3%以內(nèi)，不受任何外圍器件影響； 就算在離線式照明部分，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(qū)動恒流架構(gòu)；最高精度的恒流方式，受外圍器件影響最小 ；簡潔、方便、實(shí)用。

　　恒流消耗的功耗已達(dá)到可以忽略的程度

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

　　未來我們用1年時(shí)間完成這一設(shè)計(jì)成就，十多人的IC設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和強(qiáng)有力的電源廠家合作，會盡快完成這一目標(biāo)。

　　AC-DC設(shè)計(jì)

　　開關(guān)電源發(fā)展到今天是多年積累的結(jié)果，短期內(nèi)AC-DC直接恒流不可突破；恒壓和恒流是矛和盾的關(guān)系，必須要分開考慮；恒流源負(fù)載調(diào)整率是1%（mA）/V，達(dá)不到恒流效果；想法越多成本越高，與風(fēng)險(xiǎn)成正比。

　　特點(diǎn)：

　　要合理的利用現(xiàn)有的開關(guān)電源資源，是最經(jīng)濟(jì)的；恒壓和恒流技術(shù)結(jié)合是必然的；在穩(wěn)定的產(chǎn)品技術(shù)上創(chuàng)意才是有效的。

　　LED組合化封裝是未來發(fā)展趨勢

　　模組的組合設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)成本；選擇國產(chǎn)的鋁基PCB板材；便于光學(xué)設(shè)計(jì)；電源設(shè)計(jì)簡化；封裝形式多樣；有利增強(qiáng)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，再線性恒流，一定是LED照明驅(qū)動方式未來市場主流！相信未來LED會得到更廣泛的應(yīng)用。