硅谷半導體業(yè)恢復往日的繁榮之LED照明
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LED照明
據(jù)Communications with Selantek公司針對全球固態(tài)照明LED市場公布的調研數(shù)據(jù)，2010年，全球照明市場規(guī)模為202億只（套），其中LED燈占9600萬套。2011年，LED燈將增加到122億套，并將在2016年達到9.92億套。在LED燈的各種應用中，排前三名的汽車、交通照明和標牌分別占了40%、28%和11%。LED燈的各項成本及總成本變化如圖19所示。
圖19 LED燈的各項成本及總成本變化
目前LED照明設計的挑戰(zhàn)
對于目前LED照明設計的挑戰(zhàn)，飛兆（Fairchild）PCIA照明業(yè)務部技術專家Brian Johnson歸納出三方面：
一、小PCB尺寸及BOM成本的壓力。LED燈驅動器要更緊湊；VDD電源、變壓器、輸入/輸出/VDD電解電容器等會將單位器件的成本增加0.1~0.7美元。
二、壽命短。原因是電解電容器或高溫高濕條件下可靠性低；LED燈制造商吹噓有5萬小時以上的壽命時，很多未經優(yōu)化的電源壽命卻只有1~2萬小時。目前的質保期為3年，但應延長到5年。
三、高質量、高效率應用的電子設計需求。高功率因數(shù)（PF）、較低的總諧波失真(THD)；能源之星對5W及以上的商業(yè)應用，要求PF≥0.9，住宅應用PF≥0.7。連續(xù)輸出電流（峰值變化＞5%）；調光；電氣效率在80%以上。
國際整流器(IR) 節(jié)能產品LED部經理Peter Green補充了以下幾點：正向電壓的Part-to-part變化、溫度變化、負溫度系數(shù)，動態(tài)阻抗低，色彩與色度的轉換等。他認為現(xiàn)有峰值電流降壓穩(wěn)壓器方案需要進行很多改進（見圖20）。
圖20 現(xiàn)有峰值電流降壓穩(wěn)壓器方案需要進行很多改進
非隔離式LED驅動器與小空間調光技術
Johnson表示，對于住宅照明，飛兆帶有功率因數(shù)校正(PFC)的FL7701智能非隔離式降壓LED驅動器可以解決小空間調光問題的挑戰(zhàn)。該器件采用自動檢測AC輸入電壓狀態(tài)，實現(xiàn)了高PFC?？稍贒C輸入電壓狀態(tài)工作，自動檢測AC 或DC輸入電壓狀態(tài)。FL7701的結構和典型應用電路如圖23和圖24所示。
圖21 飛兆FL7701的結構方框圖
圖22 飛兆FL7701的典型應用電路圖
他詳細解釋了將PCB減小60%的方法：集成了PFC功能；DC或AC離線輸入直接相連，故不再使用變壓器；沒有電解電容器；不用VDD電源；也沒有緩沖電路了。因此減少了20%的BOM成本。同時，支持模擬調光。FL7701的設計空間與目前常用方案的比較如圖21所示。
圖23 飛兆FL7701的設計空間與目前常用方案的比較
國際整流器的Peter Green 針對非隔離式驅動器，介紹了剛開發(fā)出的一款高電壓連續(xù)降壓穩(wěn)壓器控制芯片IRS2980 LEDrivIR。其內部功能框圖如圖24所示。
圖24 國際整流器IRS2980的內部功能框圖
其額定電壓為 600V，使用滯后平均電流模式控制實現(xiàn)精準的電流控制。該芯片上有高電壓內部穩(wěn)壓器（不需分立的VCC電源）和高側電流感應功能的低側 MOSFET 驅動器。模擬控制PWM調光，電流控制范圍為0% 至100%，最高工作頻率150kHz。
基于IRS2980的低成本LED驅動器應用及參考設計的PWM調光選項分別如圖25和圖26所示。（記者 恩平）
圖25 基于IRS2980的低成本LED驅動器應用
圖26 基于IRS2980參考設計的PWM調光選項
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