明用LED驱动器解决方案
2012-07-28
LED照明应用需求分析
当然，所有这些进步不仅促进了LED在不同应用中作为照明光源的使用，同时也刺激了对LED驱动器IC的需求。要了解设计和制造LED驱动器IC面临哪些障碍，就必须了解白光LED要发光需要哪些条件。白光LED必须用一个恒定电流源驱动，这样白色光点才不会变化(也就是亮度必须一致)。另外，既然白光LED是一个二极管，那么就必须克服它内部的正向压降(Vf)。Vf随着白光LED电流值的不同而不同，也会随着温度的变化而变化。一般情况下，在整个工作温度范围内，20mA白光LED的Vf在2.5V至3.9V的范围内变化。大多数应用都使用多个白光LED，而且还可能将这些LED配置成并联、串联或串并联混合形式。这意味着白光LED驱动器IC必须能够为特定配置的多个LED提供足够的电流和电压，而且这种IC所采用的电压转换拓扑必须同时满足输入电压范围和输出电压与电流的要求。
LED的常见应用包括汽车和飞机仪表盘的显示和指示、交通信号灯、手机、平板显示器背光源、矿工灯、建筑和露天大型体育场照明等，而目前和未来几年内，LED市场增长的最大驱动力来自平板显示器的背光照明需求。这些显示器采用LCD屏，用于电视机、导航系统、便携式媒体播放器、数字广告牌和计算机监视器。不过，采用LED面临热量管理的技术挑战。尽管LED不像其它光源那样辐射那么多热量，但是根据输出功率的不同，一些LED也许需要合适的散热器，这样光输出才不会减少，寿命也不会缩短。例如，光输出为25lm的高亮度LED一般所消耗的功率超过1W。这意味着白光LED驱动器IC必须以高效率进行转换，这样它才能不成为热问题的主要成因。另外，在很多情况下都存在空间受限问题，LED驱动解决方案必须占板面积小，而且外形尺寸小。
以手机为例，今天大多数手机都有内置数码相机，能够拍摄高分辨率照片和视频。相机性能的提高也导致对大功率白色光源的需求，相机在室内或在昏暗环境中需要使用这样的光源，白光LED已经成为相机手机的主要光源。因为白光LED拥有多种现代手机设计师所希望的特点：尺寸小、高光输出，能够提供“闪光”和对“视频”对象连续照明。目前已经专门为集成式相机照明开发了高输出功率LED。
高亮度LED驱动解决方案
高端电视机、工业照明应用、汽车导航显示屏和投影机的LCD TFT背光照明可能采用高亮度(HB)和超亮LED。这类LED常见的应用领域是仪表板背光照明、内部照明，以及很多轿车和卡车的刹车灯。豪华汽车制造商越来越多地利用最新的固态LED照明技术来提高未来车型的美感，用这些更轻、更小和更耐用的器件实现内部和外部照明。很明显，与用白炽灯照明相比，LED有很多优点，例如LED有望降低长期成本并具有较长的寿命。
不过，以大电流驱动LED要求DC/DC转换器准确调节电流，以确保一致的光强和颜色一致性并保护LED。此外，还有一个重大挑战，即用可能低于、等于或高于负载电压的电池电压为1个或几个LED串供电。另一个引起关注的问题是以大调光比高效率地对这些LED调光，与此同时还要在低亮度和高亮度时保持这些LED的颜色特性不变。最后，一个至关重要的要求是，DC/DC驱动器要高效率工作，尤其是在驱动HB LED时更是这样，因为所有未转化成光的功率都转化成热量消耗掉了。
用汽车电池驱动LED时，要求DC/DC转换器准确调节LED电流，以确保一致的光强和颜色一致性，并保护LED。此外，视LED的用途不同，DC/DC稳压器还应该为特定电源要求而优化。这里的重大挑战也是用可能低于、等于或高于负载电压的电池电压为1个或几个LED串供电。需要关注的问题也是以大调光比高效率地对LED调光，与此同时在低亮度和高亮度时保持这些LED的颜色特性不变。DC/DC驱动器要以高效率工作也是至关重要的要求，尤其是驱动HB LED时，原因与上述相同，未转化成光的功率都转化成热量浪费掉了。
