LED驅(qū)動(dòng)器與功率芯片發(fā)展趨勢(shì)

摘要：通過(guò)對(duì)LED市場(chǎng)調(diào)查公司和LED驅(qū)動(dòng)器、功率芯片企業(yè)的采訪，探悉近來(lái)LED驅(qū)動(dòng)器與功率芯片發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：LED驅(qū)動(dòng)；功率芯片；散熱；光衰；壽命

中國(guó)LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)

據(jù)賽迪顧問(wèn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)研究中心咨詢師張曉康介紹，在中國(guó)乃至全球綠色低碳經(jīng)濟(jì)浪潮的推動(dòng)下，在LED下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的帶動(dòng)下，中國(guó)LED驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)即使在經(jīng)濟(jì)危機(jī)中，仍實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定高速的增長(zhǎng)。2010年，中國(guó)LED驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)總規(guī)模達(dá)到13.4億元，同比增長(zhǎng)35.5％。2007-2010年，中國(guó)LED驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)年均符合增長(zhǎng)率達(dá)到30.1％，在經(jīng)濟(jì)危機(jī)中實(shí)現(xiàn)逆市高速增長(zhǎng)，成為中國(guó)集成電路(IC)市場(chǎng)中增長(zhǎng)最快的細(xì)分領(lǐng)域。

為何LED驅(qū)動(dòng)芯片受金融海嘯的影響不大?因?yàn)長(zhǎng)ED的設(shè)計(jì)、制造、封裝與測(cè)試均屬于IC產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)中的一部分，但LED驅(qū)動(dòng)芯片的市場(chǎng)應(yīng)用卻與LED產(chǎn)業(yè)下游的顯示屏、照明、背光源等應(yīng)用是同步的。身在IC產(chǎn)業(yè)中，手伸進(jìn)LED市場(chǎng)里，是LED驅(qū)動(dòng)芯片行業(yè)最大的特點(diǎn)，這也保證了LED驅(qū)動(dòng)芯片行業(yè)在金融危機(jī)中，受到LED市場(chǎng)的帶動(dòng)，仍能保持高速增長(zhǎng)，相對(duì)于其他IC細(xì)分領(lǐng)域，受到的沖擊很小。

中國(guó)LED顯示屏產(chǎn)業(yè)較為成熟，產(chǎn)業(yè)規(guī)模最大，LED用量最多(圖2)。盡管LED顯示屏單顆驅(qū)動(dòng)芯片價(jià)格較低，但配套LED驅(qū)動(dòng)芯片的使用量很大，使得中國(guó)LED顯示屏驅(qū)動(dòng)芯片的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到6.8億、占據(jù)一半左右的市場(chǎng)分額，位列第一。2010年，筆記本電腦、通信終端與消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)的快速?gòu)?fù)蘇，對(duì)LED背光的需求量大增，加上大尺寸LCD電視LED背光市場(chǎng)啟動(dòng)并快速增長(zhǎng)，高端LED背光驅(qū)動(dòng)芯片的使用量也在大幅增加，使得2010年中國(guó)LED背光源驅(qū)動(dòng)芯片的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到3.2億，約占1／4的市場(chǎng)份額。照明用LED驅(qū)動(dòng)芯片的市場(chǎng)份額位列第三。

而來(lái)自IHS iSuppli的數(shù)據(jù)與賽迪有所不同。圖3顯示了LED驅(qū)動(dòng)器行業(yè)收入的增長(zhǎng)情況，可見每年的增長(zhǎng)是10％以上，增長(zhǎng)可觀。2010年增長(zhǎng)率尤其高。

圖4按應(yīng)用劃分了一下今后幾年的走勢(shì)，可見街道照明是在整個(gè)LED應(yīng)用里比較廣泛的。另外，AC／DCLED顯示屏的應(yīng)用在整個(gè)LED市場(chǎng)里占的比重較大。

對(duì)于中國(guó)LED顯示照明的數(shù)據(jù)(圖s)，主要針對(duì)的是LED燈的芯片市場(chǎng)來(lái)看。那么，為何2013年后該市場(chǎng)可能會(huì)有一個(gè)整體的衰退?IHS iSuppli高級(jí)分析師顧文軍解釋道：“價(jià)格戰(zhàn)肯定會(huì)進(jìn)行，所以盡管整體市場(chǎng)在增長(zhǎng)，但是ASP(平均售價(jià))會(huì)下降得很厲害。”

不同應(yīng)用領(lǐng)域LED驅(qū)動(dòng)芯片的企業(yè)狀況

據(jù)賽迪張曉康介紹，不同LED下游應(yīng)用對(duì)所使用的LED驅(qū)動(dòng)芯片的性能要求是不一樣的。目前，在LED顯示驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，單雙色顯示屏驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)與技術(shù)比較成熟，市場(chǎng)集中度很高，本土企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)，深圳明微電子的市場(chǎng)占有率較高，此外恩智浦(NXP)也具有較大的市場(chǎng)分額，絕大部分市場(chǎng)份額被這兩家企業(yè)占據(jù)。

LED全彩顯示屏對(duì)驅(qū)動(dòng)芯片的可靠性、輸出電流的穩(wěn)定性等指標(biāo)要求更高，臺(tái)灣聚積科技實(shí)力最強(qiáng)，最近幾年，明微電子的全彩驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品性能穩(wěn)定，性價(jià)比較高，市場(chǎng)份額逐漸增加，位列第二。除此之外，美國(guó)德州儀器(TI)、日本東芝(TOSHIBA)、臺(tái)灣點(diǎn)晶科技等企業(yè)在LED顯示屏驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域發(fā)展較早，專利與品牌優(yōu)勢(shì)仍然存在，部分客戶在堅(jiān)持使用它們的驅(qū)動(dòng)芯片，占據(jù)一定的市場(chǎng)份額。

目前，液晶面板LED背光源驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)主要由日韓企業(yè)主導(dǎo)，像三星、LG等。在LED照明驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域，LED照明應(yīng)用逐漸趨向多元化，景觀照明、路燈、汽車車燈、特種照明、便攜式照明等領(lǐng)域已具備相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)規(guī)模，通用照明領(lǐng)域技術(shù)與產(chǎn)品逐漸成熟，市場(chǎng)將逐漸啟動(dòng)，那LED驅(qū)動(dòng)IC廠商也必須根據(jù)不同的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)。在建筑及商業(yè)照明領(lǐng)域，NXP、安華高科(Avago)、聚積科技(MBI)等廠商的技術(shù)較為突出，產(chǎn)品功能各具特色。在環(huán)境、工業(yè)與通用照明領(lǐng)域，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體(NS)、TI實(shí)力比較強(qiáng)。由于LED汽車車燈對(duì)驅(qū)動(dòng)IC的可靠性、輸入電壓、散熱管理等功能有特殊的要求，NS在此領(lǐng)域技術(shù)較為成熟，市場(chǎng)占有率較高。在路燈領(lǐng)域，PowerIntegrations(PI)公司的驅(qū)動(dòng)芯片應(yīng)用量較大。凌力爾特(Linear)則在便攜式LED照明驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域具有較高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。除此之外，英飛凌(Infineon)、飛兆半導(dǎo)體(Fairchild)、Oiodes在LED照明驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域也具有一定的市場(chǎng)分額。目前，LED照明驅(qū)動(dòng)IC市場(chǎng)主要由歐美和中國(guó)臺(tái)灣廠商主導(dǎo)，本土設(shè)計(jì)企業(yè)介入較晚，美芯晟、明微電子等本土IC設(shè)計(jì)企業(yè)已推出比較成熟的產(chǎn)品，并占據(jù)一定的市場(chǎng)分額。

LED芯片的技術(shù)趨勢(shì)

為什么LED產(chǎn)品中要使用LED驅(qū)動(dòng)器?

Maxim系統(tǒng)和電源管理事業(yè)部業(yè)務(wù)經(jīng)理Piero Bianco認(rèn)為，一般而言，要為L(zhǎng)ED提供穩(wěn)定的供電(輸入電壓發(fā)生變化時(shí)，電流幾乎不會(huì)發(fā)生變化)。此外，驅(qū)動(dòng)器可以吸收尖峰電壓，保持LED電壓的穩(wěn)定，從而保護(hù)LED不受輸入電壓尖峰的影響；若沒(méi)有驅(qū)動(dòng)器，由于要承受所有電源電壓上的峰值，因此，LED的可靠性一般就比較低。使用驅(qū)動(dòng)器的第三個(gè)原因是，三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器的調(diào)光能力——選用適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)器能夠使LED燈變得可調(diào)。最后的想法是，對(duì)于120v或230v輸入應(yīng)用而言，沒(méi)有驅(qū)動(dòng)器，燈就必須使許多LED串聯(lián)在一起(每個(gè)LED上的電壓降約為3V)；雖然對(duì)于某些類型的燈來(lái)說(shuō)，多個(gè)LED串聯(lián)在一起是可行的，但一般而言，由于光學(xué)方面的原因，燈質(zhì)良好的定向燈必須很少有高功率的LED。

驅(qū)動(dòng)器IC走勢(shì)

對(duì)于LED照明用芯片，如果細(xì)化，可以把它們分為驅(qū)動(dòng)器IC和功率IC兩類。IMSResearch公司LED市場(chǎng)調(diào)查經(jīng)理Jamie Fox專門負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)器IC，他認(rèn)為L(zhǎng)ED的趨勢(shì)是更高效率、更小尺寸、更多在照明上的應(yīng)用。由于驅(qū)動(dòng)器IC要驅(qū)動(dòng)電子裝置，壽命和效率可能會(huì)受到一定影響，但是使用驅(qū)動(dòng)器還是有凈收益的。未來(lái)，LED裸片(die)將變得更加高效。為了解決LED光衰，LED可運(yùn)行在適當(dāng)?shù)碾娏魃希⑹褂昧己觅|(zhì)量的產(chǎn)品。

Fairchild半導(dǎo)體韓國(guó)功率轉(zhuǎn)換部門副總裁Donghye Cho稱，LED技術(shù)包括采用外延(Epi)生長(zhǎng)Al₂O₃藍(lán)寶石晶圓制成的LED芯片、封裝技術(shù)和驅(qū)動(dòng)模塊系統(tǒng)。高亮度LED的面市已有六年時(shí)間。大體上，自2002年以來(lái)，LED的發(fā)光效率已從301m／W提升到1001m／W。

線性和開關(guān)型LED驅(qū)動(dòng)電路在所有應(yīng)用中受到歡迎(圖6)，這些應(yīng)用通常在LED串之前使用DC／DC轉(zhuǎn)換器。

可以預(yù)見，從2009年到2015年，LED背光模塊(BLU)將推動(dòng)市場(chǎng)增長(zhǎng)，自2018年開始，LED照明將是市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力。

最終，LED的應(yīng)用范圍將會(huì)擴(kuò)展到生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)療行業(yè)

臺(tái)灣聚積科技公司技術(shù)市場(chǎng)部專案副理何宜額介紹，隨著LED芯片發(fā)光效率的提升，同樣亮度的產(chǎn)品可以用更小的功率去驅(qū)動(dòng)，熱及成本的問(wèn)題正進(jìn)一步在降低，市場(chǎng)因而將進(jìn)一部擴(kuò)大。屆時(shí)各類照明應(yīng)用將大量導(dǎo)入LED做相關(guān)應(yīng)用之光源。

驅(qū)動(dòng)器本身面對(duì)更小的負(fù)載功率，必須進(jìn)一步提升電源轉(zhuǎn)換的效率。以免拖累整體燈具的效率。另一方面、也必須要提供LED芯片穩(wěn)定可靠的電源、保證LED芯片的工作壽命及提供保護(hù)功能避免突發(fā)狀況損壞燈具。

Maxim的Piero Bianco強(qiáng)調(diào)LED技術(shù)的熱點(diǎn)問(wèn)題之一是冷卻，尤其對(duì)于改型燈和小型燈(如MR16)非常重要。除了散熱裝置外，冷卻問(wèn)題還關(guān)系到驅(qū)動(dòng)器，因?yàn)闊艄ぷ髟诟邷叵戮鸵馕吨?qū)動(dòng)器會(huì)變熱，這樣就會(huì)降低驅(qū)動(dòng)器的使用壽命。電解電容器對(duì)高溫尤為敏感。幸運(yùn)的是，Maxim現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)器方案無(wú)需使用電解電容器，或雖然驅(qū)動(dòng)器中使用了電解電容器，但當(dāng)由于高溫電解電容器性能下降時(shí)，驅(qū)動(dòng)器性能幾乎不會(huì)受到影響。

影響LED照明發(fā)展的關(guān)鍵因素

那么，目前全球都在主攻LED燈、芯片和應(yīng)用領(lǐng)域。但現(xiàn)在LED的平均壽命還是較為有限，有人認(rèn)為關(guān)鍵還是驅(qū)動(dòng)力不足。那么影響LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素是什么?

飛兆的Donghye Cho認(rèn)為，如果要把LED打進(jìn)一般照明市場(chǎng)，建立業(yè)界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)并降低成本非常重要。其它有待解決的問(wèn)題仍然是良率、發(fā)光效率(1m／W)和散熱。良率直接影響LED的制造成本和系統(tǒng)BOM(材料清單)成本，這占據(jù)LED照明應(yīng)用總體BOM成本的70％。

臺(tái)灣普誠(chéng)科技綠色能源事業(yè)處蕭恩煦協(xié)理指出，隨著LED技術(shù)的發(fā)展，其單位功率的流明不斷提升、目前在市場(chǎng)上量產(chǎn)的LED燈泡多數(shù)可以達(dá)到60 1m／W以上。在未來(lái)幾年之內(nèi)，LED散熱技術(shù)不斷優(yōu)化，LED的流明轉(zhuǎn)換效率將會(huì)不斷提高，真正達(dá)到節(jié)能的目的。

LED驅(qū)動(dòng)器目前仍處“戰(zhàn)國(guó)時(shí)代”，多樣化，靈活性是目前LED驅(qū)動(dòng)器在市場(chǎng)上的體現(xiàn)，在未來(lái)的2～3年內(nèi)不會(huì)發(fā)生根本性的改變。但隨著市場(chǎng)需求的不斷規(guī)范化、趨同性，LED驅(qū)動(dòng)器將逐漸變成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品。以目前市場(chǎng)發(fā)展較快的照明LED燈泡為例，在市場(chǎng)的開始階段，驅(qū)動(dòng)芯片的隔離方案幾乎是每個(gè)方案設(shè)計(jì)商的必需，但隨著燈泡外殼技術(shù)的發(fā)展、燈泡體積的不斷縮小、價(jià)格的降低，LED燈泡的驅(qū)動(dòng)方案也發(fā)生了較大的改變，非隔離方案的優(yōu)勢(shì)將逐漸呈現(xiàn)出來(lái)，并被眾多客戶接受。目前LED燈泡多在4～6W范圍，對(duì)功率因素要求不高，但未來(lái)對(duì)功率因素的要求勢(shì)在必行，LED驅(qū)動(dòng)器集成功率因素校正功能將在LED燈泡市場(chǎng)成為主流。

臺(tái)灣聚積的何宜睿認(rèn)為，就LED燈具而言，與壽命最相關(guān)的不外乎燈具的電路部份。通常燈具廠商在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要注意到兩個(gè)地方：一個(gè)地方是LED芯片在操作時(shí)候的溫度與壽命的關(guān)系，另一個(gè)是驅(qū)動(dòng)電源本體組件的壽命限制。

影響壽命的因素

從技術(shù)層面來(lái)看，LED本身的壽命往往長(zhǎng)達(dá)幾萬(wàn)小時(shí)，但有時(shí)8000小時(shí)就不錯(cuò)了。造成這種現(xiàn)象的原因是什么?

安森美半導(dǎo)體中國(guó)區(qū)高級(jí)應(yīng)用工程經(jīng)理鄭宗前認(rèn)為，這是由于照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師在LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)中為了降低成本而使用較低等級(jí)的外部元件，如額定工作溫度更低的電容或精度更低的電阻等，會(huì)使驅(qū)動(dòng)電路的可靠性降低，使用壽命大幅縮短，不能與LED本身的壽命匹配。故工程師的一大挑戰(zhàn)是在保持極高可靠性的同時(shí)還要降低成本。

從市場(chǎng)來(lái)看，隨著LED在亮度及能效等方面在提升，對(duì)于LED照明產(chǎn)業(yè)而言，在商用市場(chǎng)和消費(fèi)市場(chǎng)的發(fā)展步伐并不一致。建筑物照明及零售照明等商業(yè)照明是最早應(yīng)用LED通用照明的領(lǐng)域，總體擁有成本、可靠性和便利性等因素正推動(dòng)LED照明在此領(lǐng)域不斷普及。而在住宅應(yīng)用等消費(fèi)市場(chǎng)，成本仍是影響LED照明普及的關(guān)鍵因素。

散熱或光衰問(wèn)題

很多LED企業(yè)認(rèn)為芯片、散熱器是LED壽命的根源，卻沒(méi)有注意到LED電源驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致的光衰問(wèn)題，致使消費(fèi)者買回去兩年不到就變得跟蟮燭一樣。那么如何更好地解決散熱或光衰等方面的問(wèn)題?

聚積的何宜叡認(rèn)為，LED芯片本體對(duì)壽命的推算，通常由光衰的程度來(lái)決定(例如：有些估算方式為光衰達(dá)30％或50％)。光衰的程度取決于某一溫度下的光衰系數(shù)與加電時(shí)間，而兩者之間又帶有指數(shù)型的關(guān)系。因此當(dāng)溫度上升過(guò)高時(shí)，光衰速度急劇增加，會(huì)導(dǎo)致LED芯片壽命大幅衰減。

另外，電源驅(qū)動(dòng)端輸出電流紋波過(guò)大時(shí)，也可能對(duì)LED芯片壽命產(chǎn)生明顯影響。電源驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)要能夠在滿足高效率甚至高PF(功率因數(shù))值后，仍能輸出高穩(wěn)定度及高精準(zhǔn)度的電流十分重要。經(jīng)由選用適合的電源方案可以確保LED芯片壽命在可以控制的范圍內(nèi)，避免不正常的LED光衰。

在驅(qū)動(dòng)電源本體中，多數(shù)半導(dǎo)體組件可以承受較高的環(huán)境溫度。然而有部分元件如電解電容，壽命條件對(duì)環(huán)境溫度有極高的要求。除了在元件選用規(guī)格上可以選擇較長(zhǎng)壽命之規(guī)格外，在電路設(shè)計(jì)上也可以經(jīng)由選用適當(dāng)?shù)碾娫捶桨福@取較高的電源轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而降低燈具內(nèi)電路熱能堆積。

Fairchild的Donghye Cho給出的更好地解決散熱或光衰等問(wèn)題的辦法是，采用余量控制的線性平衡技術(shù)?金屬芯PCB是減少驅(qū)動(dòng)電路所產(chǎn)生熱量的良好替代方法，否則，正向電壓可能會(huì)隨著溫度而變化。在某些情況下，也可以考慮采用溫度補(bǔ)償電路來(lái)減少發(fā)熱問(wèn)題。

“壽命”的定義隨著行業(yè)的不同而變化，半導(dǎo)體器件的有用壽命定義為發(fā)光水平較其原值衰減50％的時(shí)間。對(duì)于照明行業(yè)，特定燈泡類型的平均壽命則是50％的這類燈泡的壽命點(diǎn)。LED的壽命取決于其封裝配置、驅(qū)動(dòng)電流以及工作環(huán)境。較高的環(huán)境溫度會(huì)大大縮短LED的壽命。

為了減少光衰，在應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)方面必須提高功率因數(shù)和精確連續(xù)電流控制。

安森美的鄭宗前指出，LED照明設(shè)計(jì)的重要挑戰(zhàn)包括管理溫度及排熱或散熱，從而保持LED的工作溫度低于它們的結(jié)溫。實(shí)際上，LED從基底發(fā)光。LED在產(chǎn)生光的過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生熱量，且這熱量會(huì)使LED的結(jié)溫度升高。由于LED是半導(dǎo)體器件，因此跟任何半導(dǎo)體器件一樣，LED工作溫度低于其150℃的最大結(jié)溫度非常重要。更確切地說(shuō)，建議LED工作溫度始終低于100℃；一旦高于100℃，LED的可靠性可能會(huì)受到影響。要解決好散熱問(wèn)題，需要提升驅(qū)動(dòng)電源的轉(zhuǎn)換能效和應(yīng)用更高光效的LED，采用提供強(qiáng)固熱故障保護(hù)性能的LED驅(qū)動(dòng)芯片和散熱性能更好的驅(qū)動(dòng)芯片封裝，以及散熱性能更好的LED基板等。

要延長(zhǎng)LED壽命，除了散熱問(wèn)題，還須應(yīng)對(duì)潛在的靜電放電(ESD)損傷問(wèn)題。在LED模塊封裝中集成ESD保護(hù)是一種適合的解決方案。ESD保護(hù)可以應(yīng)用為L(zhǎng)ED發(fā)射器裸片旁邊的額外裸片，或在更緊湊的布局中用作上面粘接LED發(fā)射器裸片的次級(jí)貼裝(submount)，參見圖6。

普誠(chéng)蕭恩煦稱，驅(qū)動(dòng)電源與LED壽命的不匹配，是目前LED燈具壽命降低的一個(gè)因素。目前照明上的LED電源仍多采用電解電容，線路較為復(fù)雜，外圍元件較多，使整體燈具的壽命大打折扣。在LED燈泡的照明領(lǐng)域，未來(lái)的驅(qū)動(dòng)方案將以無(wú)電解電容，驅(qū)動(dòng)芯片高度集成化為主流。同時(shí)、驅(qū)動(dòng)芯片需解決自身以及所控制器件的發(fā)熱問(wèn)題，這也是燈具熱源不可忽略的一部分。

全彩LED顯示屏及標(biāo)牌

去年上海世博會(huì)一共用了十億顆LED，其中絕大部分用于RGB(紅綠藍(lán))三色LED組成的燈外墻顯示，例如中國(guó)館的清明上河圖。

奧地利微電子消費(fèi)與通信部平板光源業(yè)務(wù)市場(chǎng)經(jīng)理Markus Luidolt稱，用于戶外顯示屏背光等苛刻應(yīng)用的壽命長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí)的LED已開發(fā)出來(lái)。

賽迪的張曉康具體分析指出，在LED顯示屏驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域、全彩LED顯示屏所用的恒流驅(qū)動(dòng)IC將會(huì)成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主要戰(zhàn)場(chǎng)，能夠滿足LED顯示更高均勻性與可靠性、集成度更高，功能更加豐富、成本更加低廉的LED顯示屏驅(qū)動(dòng)IC已成為目前乃至未來(lái)產(chǎn)品研發(fā)和市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)。

近日，TI推出一款帶4通道分組式延遲的串行控制16通道恒流LED驅(qū)動(dòng)器——TLC59282。TI中國(guó)區(qū)電源產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展工程師吳濤詳細(xì)解釋了該產(chǎn)品推出的種種考慮。因?yàn)槟壳?6通道是整個(gè)市場(chǎng)的趨勢(shì)，也不排除8或24通道的芯片，但8和24更多是針對(duì)一些特殊應(yīng)用和某些客戶的芯片。此次發(fā)布的TLC59282芯片支持的電流范圍是2～45mA，其中數(shù)字2和45都很重要。2意味著它支持每通道最低2mA，這有什么好處呢?現(xiàn)在LED顯示屏分普通和高亮LED。對(duì)于普通LED顯示屏，其驅(qū)動(dòng)電流一般是15～20mA，高亮LEO雖然貴一些，但可以把驅(qū)動(dòng)電流降下來(lái)，比如可以在8mA或5mA的工作電流就使LED顯示屏達(dá)到同樣的亮度。如果LED驅(qū)動(dòng)器最少支持的電流也是5mA，它穩(wěn)流的精度和長(zhǎng)期使用的壽命都會(huì)有缺陷。通常我們要給指標(biāo)留一些余量。對(duì)一個(gè)5mA應(yīng)用來(lái)講，通常LED驅(qū)動(dòng)器要保持3～4mA才可以保證5mA能有很好的應(yīng)用。因此，ZmA為什么重要?因?yàn)樗梢灾С指吡罫ED。另外，普通LED在白天用時(shí)，由于有日照，把LED燈打得很亮才能看得清；但晚上可以把LED燈電流顯著降下來(lái)。所以正常使用15mA的時(shí)候，到了晚上可能只需要5mA或8mA電流。還有，對(duì)于一些低灰度畫面，可能需要更低的電流，比如顯示人穿著灰色西裝，要LED開很短的時(shí)間，或者讓LED亮度很低，低電流就能保證低灰度時(shí)LED的使用。

45mA主要針對(duì)LED需要大電流的時(shí)候。如果LED顯示的是靜態(tài)屏，那么一個(gè)通道接一顆燈，LED的電流是15～20mA。如果是掃描屏，一個(gè)通道一共有4個(gè)燈接上，通過(guò)MOS管做切換、這時(shí)需要把LED燈的電流拉上去，即在某些應(yīng)用上，LED燈需要40～50mA的驅(qū)動(dòng)電流才能正常工作。所以針對(duì)靜態(tài)顯示屏，LED工作電流15～20mA就夠了，但掃描屏需要30～40mA的電流。

因此，2mA的好處是可以滿足低灰度高亮度小電流的LED的顯示需要，45mA可以滿足掃描屏的需要。

中大尺寸LCD面板LED背光源

賽迪的張曉康稱，隨著大尺寸LCD面板LED背光源市場(chǎng)的逐漸啟動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)IC將成為熱點(diǎn)，這對(duì)于驅(qū)動(dòng)IC的通道數(shù)量、輸出電壓、輸出電流的穩(wěn)定性、驅(qū)動(dòng)IC的可靠性、電路保護(hù)功能、成本與價(jià)格的控制等各方面提出了更高的要求。

奧地利微電子Markus Luidolt稱，總體來(lái)說(shuō)，LED背光所需的驅(qū)動(dòng)電流正在不斷增加，例如，應(yīng)用于大型LCD背光的LED，去年其驅(qū)動(dòng)電流通常為s0～100mA，而進(jìn)入2011年，其驅(qū)動(dòng)電流幾乎翻了一倍、在3D電視中驅(qū)動(dòng)電流甚至高達(dá)300mA。

影響LED芯片的驅(qū)動(dòng)力中，LED的光輸出以及成本的下降是主導(dǎo)因素。每流明的成本、即用戶為照明所付的費(fèi)用正在迅速降低。散熱也很重要，因此優(yōu)化PCB(印制電路板)布局非常關(guān)鍵。而更重要的則是避免熱耗散，與其在散熱方面做出額外的努力，不如采用更有效的驅(qū)動(dòng)器架構(gòu)，如LED電源的智能調(diào)節(jié)。

研發(fā)動(dòng)向方面，在非常薄的LED電視和超薄手機(jī)中，LED的光輸出越來(lái)越多，而封裝則變得越來(lái)越纖薄。采用更好的色域使照明變得更加自然也是業(yè)內(nèi)重要的發(fā)展動(dòng)向。對(duì)于奧地利微電子等LED驅(qū)動(dòng)器制造商來(lái)說(shuō)，需要更緊密地與LED制造商進(jìn)行合作，從而開發(fā)出切合最新LED技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的驅(qū)動(dòng)器解決方案。

普誠(chéng)科技蕭恩煦介紹道，用于液晶顯示電視的背光技術(shù)主要區(qū)分為直下式與側(cè)照式兩種。

直下式背光技術(shù)可以依照畫面不同部分的亮度變化，快速微調(diào)LED的亮度，因此其LED驅(qū)動(dòng)器的每一輸出通道電流需要具備能夠被獨(dú)立控制的功能。由于直下式相對(duì)需耍使用更多的LED，因此克服散熱問(wèn)題以集成更多通道為未來(lái)直下式驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展趨勢(shì)。而側(cè)照式背光技術(shù)使用的LED個(gè)數(shù)相對(duì)較少，因此其驅(qū)動(dòng)器需要輸出較大的驅(qū)動(dòng)電流以提供相同的亮度。

側(cè)照式目前大多只提供調(diào)光功能，電流輸出信道的控制相對(duì)單純，因此相對(duì)直下式來(lái)說(shuō)，較容易將直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換器集成在一起。對(duì)于側(cè)照式驅(qū)動(dòng)器來(lái)說(shuō)，如何提高輸出電流與提供耐壓以增加LED驅(qū)動(dòng)個(gè)數(shù)，將成為脫穎而出的具體關(guān)鍵。

車燈

凌力爾特電源產(chǎn)品部產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)Tony Armstrong介紹了車燈應(yīng)用狀況：奧迪公司是第一家在多種車型中使用LED前燈的汽車制造商，早在2008年就已開始使用了。奧迪的汽車照明系統(tǒng)包含兩個(gè)起主要作用的近光前燈，該系統(tǒng)由兩個(gè)LED陣列組成，每個(gè)LED陣列都含有4個(gè)有源組件。另外3個(gè)LED陣列(每個(gè)含有2個(gè)LEDIC)位于光學(xué)透鏡的后面，它們的任務(wù)是控制明／暗分界線和前燈照明范圍。就遠(yuǎn)光前燈而言，4個(gè)LED陣列位于與近光陣列相鄰的地方。靠近照明系統(tǒng)的下邊緣，一排24個(gè)LED組成白天行車燈(DRL)。不過(guò)，正是這些白天行車燈使奧迪汽車外觀新穎，其外觀非常受購(gòu)車族的歡迎。不久后，很多其他制造商都跟風(fēng)而上，奔馳、捷豹、雷克薩斯和保時(shí)捷等，也都提供類似的白天行車燈了。

而LED前燈系統(tǒng)在采用上卻落后了，這主要?dú)w因于成本。不過(guò)，2011年出現(xiàn)的一些早期跡象似乎表明這種狀況將開始發(fā)生變化，因?yàn)槭聦?shí)上、LED允許設(shè)計(jì)時(shí)更加靈活地進(jìn)行選擇，同時(shí)LED效率的提高使成本／性能得到了更有利的平衡。因此，現(xiàn)在我們看到，凱迪拉克、豐田和雷克薩斯的各種車型都將LED前燈作為可選配件提供。例如，凱迪拉克凱雷德、雷克薩斯LS600H和豐田普銳斯可以選配LED前燈。

Maxim認(rèn)為L(zhǎng)ED已被廣泛地應(yīng)用于汽車后燈，并且現(xiàn)在正被用于汽車的白晝行駛燈、位置指示燈、遠(yuǎn)光燈和車頭的短焦距燈。在該領(lǐng)域，人們面臨的主要問(wèn)題是要有可靠性非常高的LED驅(qū)動(dòng)器——應(yīng)能夠在輸入電壓和溫度變化范圍較大的環(huán)境下工作；此外，驅(qū)動(dòng)器必須能夠防止出現(xiàn)短路或其它故障。Maxim已經(jīng)開始重視這個(gè)市場(chǎng)，其所采用的驅(qū)動(dòng)器IC能夠在上述的嚴(yán)峻環(huán)境下工作，同時(shí)，IC上集成了多種起保護(hù)作用的元器件，從而減少了元器件的數(shù)量，降低了解決方案的成本。

為了適合汽車級(jí)應(yīng)用，需要對(duì)LED及芯片進(jìn)行改裝。例如，日本羅姆產(chǎn)品一般采用耐熱性高的陶瓷封裝，－40～130℃。而一股采用樹脂和耐硫化封裝。

便攜式應(yīng)用

凌力爾特介紹了移動(dòng)電話上相機(jī)閃光功能。今天很多移動(dòng)電話有內(nèi)置數(shù)碼相機(jī)功能。相機(jī)性能的提高也導(dǎo)致需要大功率白光光源，以在室內(nèi)或昏暗的環(huán)境光線條件下使用相機(jī)。在配備相機(jī)的蜂窩電話中，白光LED已經(jīng)成為主要的光源，因?yàn)榘坠釲ED擁有新式蜂窩電話設(shè)計(jì)師所希望的各種特點(diǎn)：小尺寸、大的光輸出、能提供“閃光燈”和連續(xù)“視頻”物體照明。目前已經(jīng)開發(fā)出專門用作集成式相機(jī)光源的大輸出功率LED。

奧地利微電子Markus Luidolt稱，總體來(lái)說(shuō)，LED照明所需的驅(qū)動(dòng)電流正在不斷增加，例如兩年前手機(jī)閃光燈應(yīng)用中LED驅(qū)動(dòng)電流范圍為300～800mA，而現(xiàn)在則變?yōu)?000mA、2000mA甚至更高。

羅姆1930年就開始生產(chǎn)LED，致力于小型化方向研發(fā)。在市場(chǎng)上尤其受到好評(píng)的是1006尺寸(1.0mm×0.6mm)，厚度僅為0.2mm的小型LED芯片產(chǎn)品——PICOLED系列，堪稱最薄產(chǎn)品，面向小型電子設(shè)備的顯示燈以及背光燈等用途的產(chǎn)品。該系列之一的PICOLED-eco、能夠在1mA的低電流范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)以往產(chǎn)品2倍的亮度(圖7)。據(jù)悉，已有多家廠商在手機(jī)鍵盤上采用了PICOLED－eco。

部分公司新產(chǎn)品及研發(fā)動(dòng)向

飛兆 最新成果是采用了高壓工藝的線性電流平衡控制器。

安森美半導(dǎo)體 從系統(tǒng)角度出發(fā)，提供考慮電、熱和光等多種因素的高可靠性產(chǎn)品，包括豐富的AC-DC和DC-DC供電高能效LED驅(qū)動(dòng)解決方案等。

普誠(chéng)科技 從事LED驅(qū)動(dòng)芯片開發(fā)多年，近期已打入日本LED市場(chǎng)。另還針對(duì)未來(lái)高功率因素的需求，開發(fā)了PFC集成系列驅(qū)動(dòng)IC。

羅姆正在開發(fā)采用可控硅調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)IC，特點(diǎn)是可進(jìn)行可控硅／PWM／線性調(diào)光，適用于各種調(diào)光應(yīng)用(調(diào)光比0，2％～100％)。同時(shí)也在開發(fā)由多種LED元件、驅(qū)動(dòng)器IC以及照度傳感器組合而成的獨(dú)特系統(tǒng)。

TI線性的AC／DC LED照明解決方案上，只提供一個(gè)電源變換的芯片。還有一系列開關(guān)型芯片，含降壓型、升降壓型和升壓型等，如TPS62110、TPS54160等。

奧地利微電子 LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品線專為實(shí)現(xiàn)高效率而優(yōu)化，可延長(zhǎng)移動(dòng)設(shè)備的電池使用壽命，令LED電視變得更加纖薄。