LED照明驅動IC的選擇?

在LED照明領域,為體現出LED燈節能和長壽命的特點,正確選擇LED驅動IC至關重要。沒有好的驅動IC的匹配,LED照明的優勢無法體現出來。那麼在選用LED驅動IC時,應該注意哪些效能指標和使用方法?

LED照明驅動IC的選擇

工具/原料

LED照明燈具在近期得到飛躍的發展,LED作為綠色環保的清潔光源得到廣泛的認可。LED光源使用壽命長、節能省電、應用簡單方便、使用成本低,因而在家庭照明都將得到海量的應用。歐司朗光學半導體公司2008年調查統計,全球每年家庭照明燈座出貨量約為500億個。LED光源的技術日趨成熟,每瓦發光流明迅速增長,促使其逐年遞減降價。以1W LED光源為例,2008年春的價格已是2006年春的價格三分之一,2009年春將降至2006年的四分之一。

  LED綠色燈具的海量市場和持續穩定數年增長需求將是積體電路行業繼VCD、DVD、手機、MP3之後的消費電子市場的超級海嘯!

步驟/方法

LED燈具的高節能、長壽命、利環保的優越效能獲得普遍的公認:

1. LED高節能:直流驅動,超低功耗(單管0.03~1W)電光功率轉換接近100%,相同照明效果比傳統光源節能80%以上。

2. LED長壽命:LED光源被稱為長壽燈。固體冷光源,環氧樹脂封裝,燈體內也沒有鬆動的部分,不存在燈絲髮光易燒、熱沉積、光衰快等缺點,使用壽命可達5萬到10萬小時,比傳統光源壽命長10倍以上。

3. LED利環保:LED是一種綠色光源,環保效益更佳。光譜中沒有紫外線和紅外線,熱量低和無頻閃,無輻射,而且廢棄物可回收,沒有汙染不含汞元素,冷光源,可以安全觸控,屬於典型的綠色照明光源。

LED光源工作特點:

  照明用LED光源的VF電壓都很低,一般情況下為2.75~3.8V,IF一般為15~1,400mA。因此,LED驅動IC的輸出電壓是VFxN或VFx1, IF保持恆流在15~1,400mA。LED燈具使用的LED光源有小功率(IF為15~20mA)和大功率(IF大於200mA)二種。小功率LED多用做製作LED日光燈、裝飾燈、格柵燈。大功率LED被用來做家庭照明燈、射燈、水底燈、洗牆燈、路燈、隧道燈、汽車工作燈等。功率LED光源是低電壓、大電流驅動的器件,其發光強度由流過LED的電流大小決定。電流過大會引起LED光衰減,電流過小會影響LED的發光強度。因此,LED的驅動需要提供恆流電源,以保證大功率LED使用的安全性,同時達到理想的發光強度。在LED照明領域,為體現出LED燈節能和長壽命的特點,正確選擇LED驅動IC至關重要。沒有好的驅動IC的匹配,LED照明的優勢無法體現出來。

LED燈具對低壓驅動晶片的要求:

1. 驅動晶片的標稱輸入電壓範圍應當滿足直流8~40V,以覆蓋較廣的應用需要。耐壓能力最好大於45V。當輸入為交流12V或24V時,簡單的橋式整流器輸出電壓會隨電網電壓波動,特別是當電壓偏高時,輸出直流電壓也會偏高。如果驅動IC沒有寬的輸入電壓範圍,往往會在電網電壓升高時會被擊穿,從而燒燬LED光源。

2. 驅動晶片的標稱輸出電流要求大於1.2~1.5A。作為照明用的LED光源,1W功率的LED光源的標稱工作電流為350mA,3W功率的LED光源的標稱工作電流為700mA。功率大的LED光源的需要更大電流,因此LED照明燈具選用的驅動IC必須有足夠的電流輸出,設計產品時也必須使驅動IC工作在滿負荷輸出的70~90%的最佳工作區域。使用滿負荷輸出電流的驅動IC在燈具狹小空間散熱不暢,容易導致燈具發生疲勞和早期失效。

3. 驅動晶片的輸出電流必須保持恆定,這樣LED才能穩定發光,不會閃爍。同一批驅動晶片在同等條件下使用,其輸出電流大小要儘可能一致,也就是離散性要小,這樣在大批量自動化生產線上生產時才能保證有效和有序性。對於輸出電流有一定離散性的驅動晶片,必選在出廠或投入生產線前進行分檔挑選,調整PCB板上電流設定電阻的阻值大小,使之生產的LED燈具恆流驅動板對同類LED光源的發光亮度一致,以保持最終產品的一致性。

4. 驅動晶片的封裝應有利於驅動晶片管芯的快速散熱,如將裸片直接繫結在銅板上,並有一個引腳直接延伸到封裝外,以便於直接焊接在PCB板的銅箔上迅速導熱。如果在類似4x4mm的晶片上要長時間通過300~1,000mA電流,則必然產生功耗併發熱,因此,晶片本身的物理散熱結構也非常重要。

5. 驅動晶片抗EMI、噪聲和耐高壓的能力也關係到整個LED燈具產品能否順利通過CE、UL等認證,因此在設計驅動晶片時就要選用先進的拓樸結構和高壓生產工藝。

6. 驅動晶片的自身功耗要求小於0.5W,開關工作頻率要求大於120Hz,以免發生工頻干擾產生可見閃爍。總之,LED綠色照明促使驅動晶片向創新設計發展。LED燈具照明離不開驅動晶片,因此需要多功能LED光源驅動IC。如果LED燈具選用36V以下的交流電源,可以考慮非隔離供電;如果選用220V和100V交流電源,則應考慮隔離供電。直接使用交流100~220V的驅動晶片,因應用對體積的苛求要求,在技術上還有更高的要求、更大的難度,目前各國都在努力開發中。

注意事項

LED燈具的海量需求市場給所有積體電路設計公司再次成功的機會,如果能快速轉型,早出產品,則贏的機會多多。

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