高亮度LED應(yīng)用為LED驅(qū)動器集成電路帶來新的機(jī)會和挑戰(zhàn)

目前，對高亮度 LED（發(fā)光二極管）的市場預(yù)測存在很大差別。盡管預(yù)測數(shù)據(jù)不同，但是趨勢是明顯的：高亮度（HB）LED 市場正在以驚人的速度增長。有些預(yù)測數(shù)據(jù)為年復(fù)合增長率 15%，另一些則為年復(fù)合增長率 35%。2007 年汽車領(lǐng)域的 LED 照明處于起步階段，銷售額為 6.7 億美元，但是預(yù)計(jì)將以 15% 的年復(fù)合增長率增長，到 2011年（1）達(dá)到 12 億美元。如果將非汽車應(yīng)用考慮在內(nèi)，那么年復(fù)合增長率接近 35%，而且到 2011 年，總的高亮度 LED 市場有可能輕松超過 25 億美元。

這么高的增長潛力靠什么驅(qū)動？首先，LED 產(chǎn)生光的效率是白熾燈的 10 倍，同時(shí)幾乎是熒光燈的兩倍，因此極大地降低了提供特定光輸出量（單位：流明）所需的電功率。第二，白熾燈使用 1,000 小時(shí)后需要更換，熒光燈可持續(xù)使用 1 萬小時(shí)，而 LED 的壽命超過 10 萬小時(shí)。在大多數(shù)應(yīng)用中，這允許 LED 永久性地嵌入到最終應(yīng)用中而無需附屬裝置。例子包括用于裝在汽車車體上的顯示屏或 HDTV 的 LCD 顯示屏，因?yàn)檫@些 LED 在汽車、HDTV 或運(yùn)動場館顯示器壽命期內(nèi)不會需要更換。第三，LED 比其它照明產(chǎn)品小幾個(gè)數(shù)量級，外形尺寸可以制作得非常扁平，這樣它們就可以永久性地嵌入到汽車內(nèi)部和外部應(yīng)用中。另外，通過使用紅光、綠光和藍(lán)光 LED 配置，可以實(shí)現(xiàn)無數(shù)種顏色。最后，LED 能夠調(diào)光，而且其接通和斷開時(shí)間很快，人眼察覺不到，這極大地改進(jìn)了 HDTV 和其它類型顯示器的背光照明。沒有這些 LED，不可能有極高對比度和清晰的高分辨率LCD HDTV。

盡管如此，照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的最大挑戰(zhàn)之一是如何充分利用最新一代 LED 的所有優(yōu)勢。因?yàn)樗鼈円话阈枰粋€(gè)準(zhǔn)確的直流電流源，還需要調(diào)光，因此 LED 驅(qū)動器集成電路必須設(shè)計(jì)成能滿足各種不同應(yīng)用的需求。電源解決方案必須高效率、功能可靠，而且與往常一樣，要非常緊湊和經(jīng)濟(jì)。有理由認(rèn)為，最苛刻的 LED 驅(qū)動應(yīng)用之一是在汽車應(yīng)用中，其中包括基于 LED 的內(nèi)部照明、LCD 顯示器背光照明、剎車/轉(zhuǎn)向信號指示燈，甚至包括前燈。

汽車 LED 照明

尺寸小、功耗低以及接通時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)使高亮度 LED 開始在今天的汽車中得到廣泛采用。最初的 LED 應(yīng)用是中央高位剎車燈（CHMSL），這類應(yīng)用采用紅光 LED 提供非常微小的照明陣列，這種陣列很容易安裝，而且從不需要更換。

圖1：奧迪R8/雷克薩斯LED前燈/轉(zhuǎn)向信號指示燈/行車燈。

傳統(tǒng)上，白熾燈是最經(jīng)濟(jì)的光源，而且很多汽車仍在使用。不過，用于照明組件的可用空間縮小以及對長工作壽命的需求，加之 LED 實(shí)現(xiàn)了明亮的自然色彩和簡化設(shè)計(jì)，因此 LED 在很多應(yīng)用中迅速取代了白熾燈。白光 LED 陣列取代傳統(tǒng)的冷陰極熒光照明（CCFL）TFT-LCD 背光照明越來越常見了，白光 LED 提供更加精確和可調(diào)的背光照明，工作壽命將很容易超過汽車本身的壽命。甚至主要是鹵素/氙燈絲設(shè)計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域的前燈也正在逐步采用電子“可控”的大電流 LED 陣列（參見圖 1）。包括內(nèi)部/外部和背光照明應(yīng)用的所有汽車照明應(yīng)用都幾乎在轉(zhuǎn)向 LED。在這種環(huán)境中使用 LED 有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，它們從不需要更換，因?yàn)槠溟L達(dá) 10 萬余小時(shí)（11.5 年的使用年限）的可靠壽命超過了汽車本身的壽命。這允許汽車制造商永久性地將其嵌入“艙內(nèi)”照明系統(tǒng)，無需為了方便更換而進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。其款式也可以有很大變化，因?yàn)?LED 照明系統(tǒng)所需的深度和面積不像白熾燈那么大。