高壓優(yōu)于低壓 LED照明芯片市場(chǎng)轉(zhuǎn)變

LED照明優(yōu)勢(shì)無法體現(xiàn)關(guān)鍵在于低壓驅(qū)動(dòng)芯片

LED光源使用壽命長(zhǎng)、節(jié)能省電、應(yīng)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(yīng)用。LED光源的技術(shù)日趨成熟，每瓦發(fā)光流明迅速增長(zhǎng)，促使其逐年遞減降價(jià)。LED燈具的高節(jié)能、長(zhǎng)壽命、利環(huán)保的優(yōu)越性能獲得普遍的公認(rèn)。

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(qū)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多用來做LED日光燈、裝飾燈、格柵燈;大功率LED用來做家庭照明燈、射燈、水底燈、洗墻燈、路燈、隧道燈、汽車工作燈等。功率LED光源是低電壓、大電流驅(qū)動(dòng)的器件，其發(fā)光的強(qiáng)度由流過LED的電流大小決定，電流過強(qiáng)會(huì)引起LED光的衰減，電流過弱會(huì)影響LED的發(fā)光強(qiáng)度，因此，LED的驅(qū)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(dá)到理想的發(fā)光強(qiáng)度。在LED照明領(lǐng)域，要體現(xiàn)出節(jié)能和長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)，選擇好LED驅(qū)動(dòng)IC至關(guān)重要，沒有好的驅(qū)動(dòng)IC的匹配，LED照明的優(yōu)勢(shì)無法體現(xiàn)。LED燈具對(duì)低壓驅(qū)動(dòng)芯片的要求：

1、驅(qū)動(dòng)芯片的封裝應(yīng)有利于驅(qū)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(dǎo)熱。如在一個(gè)類似4X4mm的硅片管芯上，要長(zhǎng)時(shí)間通過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(jié)構(gòu)也是至關(guān)重要的。

2、驅(qū)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CE、UL等認(rèn)證，因此驅(qū)動(dòng)芯片本身在設(shè)計(jì)伊始就要選用優(yōu)秀的拓樸結(jié)構(gòu)和高壓的生產(chǎn)工藝。

3、驅(qū)動(dòng)芯片自身功耗要求小于0.5W，開關(guān)工作頻率要求大于120Hz，以免工頻干擾而產(chǎn)生可見閃爍。LED綠色照明促使驅(qū)動(dòng)芯片向創(chuàng)新設(shè)計(jì)發(fā)展，LED燈具照明是離不開驅(qū)動(dòng)芯片的，因此需要多種功能的LED光源驅(qū)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(yīng)考慮隔離供電。直接使用AC100-220V的驅(qū)動(dòng)芯片，因應(yīng)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(guó)都在努力開發(fā)中。LED燈具的海量需求市場(chǎng)給所有集成電路設(shè)計(jì)公司再次成功的機(jī)會(huì)，快速轉(zhuǎn)型、早出產(chǎn)品，贏的機(jī)會(huì)多多。

4、驅(qū)動(dòng)芯片的標(biāo)稱輸入電壓范圍應(yīng)當(dāng)滿足DC8-40V，以覆蓋應(yīng)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(qū)動(dòng)IC如不能適應(yīng)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(qū)動(dòng)芯片的標(biāo)稱輸出電流要求大于1.2-1.5A，作為照明用的LED光源，1W功率的LED光源其標(biāo)稱工作電流為350mA，3W功率的LED光源其標(biāo)稱工作電流為700mA，功率大的需要更大的電流，因此LED照明燈具選用的驅(qū)動(dòng)IC必需有足夠的電流輸出，設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)必需使驅(qū)動(dòng)IC工作在滿負(fù)輸出的70-90%的最佳工作區(qū)域。使用滿負(fù)輸出電流的驅(qū)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(qū)動(dòng)芯片的輸出電流必需長(zhǎng)久恒定，LED光源才能穩(wěn)定發(fā)光，亮度不會(huì)閃爍;同一批驅(qū)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)線上生產(chǎn)才能有效和有序;對(duì)于輸出電流有一定離散性的驅(qū)動(dòng)芯片必選在出廠或投入生產(chǎn)線前分檔，調(diào)整PCB板上電流設(shè)定電阻(Rs)的阻值大小，使之生產(chǎn)的LED燈具恒流驅(qū)動(dòng)板對(duì)同類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(yīng)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)的元年就將來到，亦即LED照明燈具占總體照明燈具的比例將超過10%;第三，與白熾燈、熒光燈和節(jié)能燈市場(chǎng)基本上被GE、飛利浦和OSRAM等少數(shù)幾家供應(yīng)商壟斷不同，今天這些大燈具供應(yīng)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(jī)會(huì)在里面玩。

不過，今天大多數(shù)LED芯片供應(yīng)商面臨一個(gè)出局的危險(xiǎn)，因?yàn)樗麄兘裉焐a(chǎn)的低壓LED芯片將越來越難以賣進(jìn)LED通用照明市場(chǎng)。為什么呢?因?yàn)楦邏篖ED出現(xiàn)了，高壓LED相比低壓LED有二大明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：

第一，在同樣輸出功率下，高壓LED所需的驅(qū)動(dòng)電流大大低于低壓LED。如以晶元光電的高壓藍(lán)光1WLED為例，它的正向壓降高達(dá)50V，也即它只需20mA驅(qū)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(qū)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(yuǎn)低于低壓LED，這意味著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(zhuǎn)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30V，也就是說需要從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(zhuǎn)換效率就越高，可見如采用高壓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(zhuǎn)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，高壓LED可以帶來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(duì)散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，從而有力掃清了LED照明燈具進(jìn)入室內(nèi)照明市場(chǎng)的最大技術(shù)障礙。因此，高壓LED將主導(dǎo)未來的LED通用照明燈具市場(chǎng)。