LED驅(qū)動(dòng)IC未來(lái)發(fā)展與它不得不邁的“坎”

　　隨著近幾年LED照明行業(yè)爆發(fā)式的發(fā)展，LED照明企業(yè)除了一如既往對(duì)燈具的穩(wěn)定性提出要求以外，更面臨來(lái)自產(chǎn)品成本與競(jìng)爭(zhēng)力的壓力。就驅(qū)動(dòng)IC而言，未來(lái)驅(qū)動(dòng)IC的主流方式將是是更加集成化，簡(jiǎn)單化。

　　在許多電源驅(qū)動(dòng)企業(yè)高層看來(lái)，驅(qū)動(dòng)IC的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到一定的頂峰，拼技術(shù)拼價(jià)格已經(jīng)占不到什么便宜，而應(yīng)該轉(zhuǎn)向提高產(chǎn)品附加值。這意味著由創(chuàng)新帶動(dòng)的新生力軍被業(yè)內(nèi)普遍看好。而在驅(qū)動(dòng)IC迎來(lái)創(chuàng)新潮流的同時(shí)，新產(chǎn)品新設(shè)計(jì)又需要跨越哪些技術(shù)障礙，多位LED驅(qū)動(dòng)電源IC知名企業(yè)精英為我們帶來(lái)了獨(dú)特的論點(diǎn)。

　　智能數(shù)字高壓線性IC的先天優(yōu)勢(shì)和問(wèn)題困擾

　　晟碟總經(jīng)理陳亨由

　　目前智能數(shù)字高壓線性IC/ DoB (Driver on Board)IC因其簡(jiǎn)單的應(yīng)用電路和外圍配件，低生產(chǎn)成本，已被越來(lái)越多的LED領(lǐng)域所接受和應(yīng)用，像家居照明，商業(yè)照明，工業(yè)照明等等都已廣泛應(yīng)用。因IC方案具有高壓特性，需對(duì)整燈進(jìn)行安全絕緣處理，目前的塑包鋁，全導(dǎo)熱塑及玻璃的廣泛應(yīng)用，解決了先前的瓶頸。

　　在智能應(yīng)用上，線性IC有著先天的優(yōu)勢(shì)，不過(guò)在解決通訊模塊供電上，目前還不理想，希望未來(lái)有更多低功耗的通訊模塊出現(xiàn)以及線性IC在供電上得以突破性的進(jìn)展。

　　線性恒流IC進(jìn)入普遍試水階段，行業(yè)認(rèn)識(shí)度低

　　昌捷光電總經(jīng)理單晨

　　目前線性方案的應(yīng)用已經(jīng)有很多大企業(yè)開(kāi)始試水，但真正能做好應(yīng)用的全行業(yè)沒(méi)有幾家。主要的掣肘在于如下幾點(diǎn)：

　　不是IC開(kāi)發(fā)原廠很難真正了解IC特性;多段IC的復(fù)雜線路與外圍配合絕大多數(shù)用戶(hù)不懂其中玄機(jī);這個(gè)領(lǐng)域算是一個(gè)全新應(yīng)用，全行業(yè)沒(méi)有幾個(gè)真正行家，市場(chǎng)要被廣泛接受還需要足夠多的經(jīng)驗(yàn)沉淀;配套資源還不夠豐富，例如高壓燈珠資料，適合線性方案散熱的外殼資源，適合大批次貼片的壓敏電阻目前價(jià)格過(guò)高，等等都是行業(yè)發(fā)展的典型掣肘。

　　更有甚者，部分IC開(kāi)發(fā)公司只求目前短淺利益，只求便宜不是追求性能的穩(wěn)定可靠，所以整個(gè)行業(yè)以至于讓很多用戶(hù)認(rèn)為，線性方案只是阻容降壓方案的替代品，這是大錯(cuò)特錯(cuò)的理解。而今市面上很多代理公司為了追求短線利益，做出來(lái)的線性方案由于專(zhuān)業(yè)水平與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)上的缺乏，使用線性恒流IC所做出來(lái)的燈具不堪入目也不負(fù)責(zé)任，或因不考慮其安全性能，或因不考慮光電性能，或因不考慮散熱，更不用說(shuō)抗浪涌等級(jí)不夠，某些生產(chǎn)細(xì)節(jié)把控不到位，導(dǎo)致生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)大批次不良品等等。

　　LED驅(qū)動(dòng)走向：線性恒流、數(shù)字智能

　　明微電子市場(chǎng)總監(jiān)趙春波

　　業(yè)界有評(píng)論稱(chēng)線性驅(qū)動(dòng)芯片經(jīng)過(guò)幾代的改進(jìn)設(shè)計(jì)，已經(jīng)從當(dāng)初的模擬電路芯片走向數(shù)?；旌想娐沸酒?，并且在向數(shù)字電路芯片發(fā)展?，F(xiàn)在的高壓線性驅(qū)動(dòng)芯片的性能日趨完善，更加穩(wěn)定。在深圳市明微電子股份有限公司市場(chǎng)總監(jiān)趙春波看來(lái)，線性恒流是目前市場(chǎng)的熱點(diǎn)，市場(chǎng)份額在逐漸增大，但是線性恒流寬電壓、無(wú)頻閃等難題，需要IC企業(yè)去解決。

　　除了線性恒流逐漸走入市場(chǎng)外，智能照明掀起熱潮，隨之而來(lái)的相應(yīng)的LED智能照明驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)也被業(yè)內(nèi)看好。趙春波總監(jiān)表示，智能照明是目前市場(chǎng)的熱點(diǎn)，但是份額還不大，還不規(guī)范，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。隨著智能家居、智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，智能照明必將發(fā)展和普及，并帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的新一輪發(fā)展。

　　線性LED驅(qū)動(dòng)方案問(wèn)題可根據(jù)不同應(yīng)用減弱或者規(guī)避

　　華潤(rùn)矽威設(shè)計(jì)工程部總監(jiān)尤勇

　　線性LED驅(qū)動(dòng)方案外圍元器件簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)LED燈去電感化、光電一體化、加工無(wú)人化，容易實(shí)現(xiàn)高PF低THD，并且無(wú)EMI等問(wèn)題，其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯。

　　當(dāng)然，線性LED驅(qū)動(dòng)IC仍然有很多缺點(diǎn)，比如效率低造成的發(fā)熱大，紋波大造成的頻閃等。但這些問(wèn)題可以根據(jù)不同的應(yīng)用來(lái)減弱或規(guī)避。通過(guò)熱調(diào)節(jié)功能，在驅(qū)動(dòng)芯片過(guò)熱時(shí)逐漸減小輸出電流，從而控制輸出功率和溫升，使電源溫度保持穩(wěn)定，以提高系統(tǒng)的可靠性，當(dāng)芯片溫度持續(xù)過(guò)高時(shí)芯片關(guān)閉。對(duì)于頻閃問(wèn)題，低成本的解決方案是加大整流后的濾波電解電容;高端的應(yīng)用，則可以采用開(kāi)關(guān)電容填谷的控制方式，減小輸出電流紋波，實(shí)現(xiàn)無(wú)頻閃應(yīng)用。同時(shí)，可以采用獨(dú)特的多段電流控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同段LED隨輸入電壓的改變而自動(dòng)切換的功能，在整個(gè)交流周期內(nèi)增加LED的點(diǎn)亮?xí)r間，從而提高LED燈珠利用率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)和低諧波失真。總的來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的線性LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)已取得了很大的進(jìn)步，不再是原來(lái)讓大家望而卻步的不可靠方案，可以大膽使用。

　　線性LED驅(qū)動(dòng)IC面臨諸多掣肘

　　云杉光電科技產(chǎn)品總監(jiān)李雪白

　　交流直接驅(qū)動(dòng)LED照明(線性恒流)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸成熟，兼且具有低成本的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)開(kāi)始逐步接受，并且由于實(shí)現(xiàn)了與LED光源集成一體化，因此在一些中小功率特別是空間體積小的照明燈具等應(yīng)用場(chǎng)合下得到廣泛應(yīng)用，比如燈管、筒燈、吸頂燈、泛光燈等。從未來(lái)LED照明的發(fā)展趨勢(shì)看，小型化、集成化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)該是LED行業(yè)發(fā)展的大方向，而這些正是交流直接驅(qū)動(dòng)這種新技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)所在。

　　新技術(shù)的應(yīng)用與推廣總是會(huì)面臨一些問(wèn)題和困難，從技術(shù)發(fā)展方面看，主要存在以下問(wèn)題，首先LED利用率低，這是因?yàn)榻涣髦彬?qū)技術(shù)需要LED負(fù)載的最大承擔(dān)電壓要相當(dāng)于輸入的電源電壓峰值(如220V交流輸入的峰值電壓是311V)，在電源電壓幅度隨時(shí)間變化時(shí)改變LED負(fù)載的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)的線性恒流驅(qū)動(dòng)，因此交流直驅(qū)技術(shù)使用LED的數(shù)量會(huì)比開(kāi)關(guān)電源恒流低壓驅(qū)動(dòng)的LED數(shù)量要多些;這需要市場(chǎng)提供高壓LED燈珠，使LED數(shù)量可以保持不變，目前市場(chǎng)上已經(jīng)有很多LED封裝廠家提供9V、18V、24V、36V、48V等不同的高壓燈珠，可以滿(mǎn)足交流直驅(qū)對(duì)高壓LED的需求。其次LED的光效會(huì)降低，并且存在100Hz頻閃，這是因?yàn)榫€性恒流驅(qū)動(dòng)大多采用無(wú)電解電容方案，當(dāng)使用交變電流驅(qū)動(dòng)LED時(shí)，流過(guò)LED的電流大小幅度的變化導(dǎo)致光效不等，一般來(lái)說(shuō)隨著電流增加光效會(huì)降低，因此總體平均光效會(huì)比用額定恒流驅(qū)動(dòng)電流的光效要低10%左右。

　　從應(yīng)用方面看，主要存在以下問(wèn)題，首先與客戶(hù)已有LED照明產(chǎn)品外殼的匹配度，需要改變外殼設(shè)計(jì)，甚至需要改模具。這是因?yàn)樵缙贚ED照明產(chǎn)品都是采用開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)，照明外殼的設(shè)計(jì)中考慮了電源腔體積和位置，使用交流直驅(qū)這種“去電源化”的新技術(shù)，不需要單獨(dú)電源腔體，但是需要重新考慮電光源一體化后增加的散熱問(wèn)題，因此外觀需要重新設(shè)計(jì)，但帶來(lái)了顯而易見(jiàn)的好處是，燈具更加簡(jiǎn)單時(shí)尚，具有科技感，形狀設(shè)計(jì)自由靈活，能很好的表達(dá)設(shè)計(jì)師的一種意圖。其次，與客戶(hù)現(xiàn)有的LED連接結(jié)構(gòu)不同，需要改變用戶(hù)的使用習(xí)慣?，F(xiàn)有的LED燈珠大多是低壓大電流的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，而交流直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)要求LED串聯(lián)級(jí)數(shù)很多，要與輸入的電源電壓峰值相當(dāng)，因此LED數(shù)量變化大，這個(gè)問(wèn)題的解決可以通過(guò)高壓LED燈珠解決。最后，是有些客戶(hù)對(duì)安規(guī)的擔(dān)憂(yōu)，會(huì)認(rèn)為交流直接驅(qū)動(dòng)是非隔離的結(jié)構(gòu)，由于與市電直接連接，LED的使用電壓高不安全不可靠，這與客戶(hù)的直觀心里感受有關(guān)。其實(shí)交流直接驅(qū)動(dòng)與目前市面上很多的非隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)電源在安規(guī)上的要求是一樣的(畢竟隔離的開(kāi)關(guān)電源需要使用隔離變壓器，會(huì)增加體積降低效率)。只要符合安規(guī)測(cè)試，能通過(guò)加強(qiáng)絕緣測(cè)試的都是安全的，這通常是靠結(jié)構(gòu)來(lái)保證的，比如在燈殼問(wèn)題上要做絕緣考量，在鋁基板耐壓上改進(jìn)優(yōu)化，使用燈具接地線等結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改善。

　　控制成本與縮小尺寸潮流下，驅(qū)動(dòng)IC供應(yīng)商的最大挑戰(zhàn)

　　富昌電子LED照明事業(yè)部全球技術(shù)總監(jiān)Patrick Durand

　　降低LED驅(qū)動(dòng)電路的成本并縮小尺寸是典型的設(shè)計(jì)目標(biāo)，通常的方法是減少所需外部元件的數(shù)量。然而，這些目標(biāo)大多與住宅應(yīng)用相關(guān)，如LED燈泡和LED燈管。其他應(yīng)用可能有不同的設(shè)計(jì)目標(biāo)。例如，對(duì)于街道照明，終端用戶(hù)可能要求路燈達(dá)到5至10年的壽命，因此驅(qū)動(dòng)器效率和可靠性更加重要。提高驅(qū)動(dòng)器效率不僅能夠使燈具供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)更高的光源效率，而且，驅(qū)動(dòng)器效率越高，它的工作溫度則越低，因此能夠延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)器的壽命。

　　除了了解最新的驅(qū)動(dòng)IC技術(shù)之外，了解終端應(yīng)用和終端地域市場(chǎng)也很重要。例如，在美國(guó)，符合能源之星2.0版照明產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的燈具現(xiàn)在要求實(shí)現(xiàn)2.5 kV瞬態(tài)保護(hù)。在日本，對(duì)LED光源閃爍有嚴(yán)格的規(guī)定，可能會(huì)限制某些LED驅(qū)動(dòng)器解決方案，特別是線性類(lèi)型。因此，關(guān)注政府對(duì)各類(lèi)市場(chǎng)的監(jiān)管是一項(xiàng)重要的挑戰(zhàn)，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的變化速度幾乎與LED技術(shù)的發(fā)展速度一樣快，LED驅(qū)動(dòng)IC供應(yīng)商必須確保其產(chǎn)品滿(mǎn)足特定終端市場(chǎng)的需求。

　　但驅(qū)動(dòng)IC供應(yīng)商需要克服的最大挑戰(zhàn)是，沒(méi)有一種新技術(shù)或趨勢(shì)能夠適用于所有照明應(yīng)用和市場(chǎng)。照明應(yīng)用需求非常多樣化。這意味著，驅(qū)動(dòng)IC供應(yīng)商必須花時(shí)間去研究每一個(gè)細(xì)分市場(chǎng)，了解其特定需求，以確定是否有值得投資開(kāi)發(fā)新IC或技術(shù)的商業(yè)機(jī)會(huì)。

　　結(jié)語(yǔ)：LED照明正面臨著新一輪的行業(yè)調(diào)整，照明應(yīng)用端對(duì)供應(yīng)鏈整合和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化的重視度越來(lái)越高，LED驅(qū)動(dòng)IC市場(chǎng)在2015年繼續(xù)演化。隨著LED應(yīng)用產(chǎn)品的不斷成熟，市場(chǎng)給IC設(shè)計(jì)行業(yè)帶來(lái)了巨大機(jī)遇和挑戰(zhàn)，無(wú)論是技術(shù)的成熟度還是產(chǎn)業(yè)延伸領(lǐng)域，以及行業(yè)生存狀態(tài)，無(wú)疑都值得我們探討和期待。