LED照明驅動芯片選用技巧延長LED光源壽命

LED照明燈具在近期得到飛躍的發(fā)展，LED作為綠色環(huán)保的清潔光源得到廣泛的認可。LED光源使用壽命長、節(jié)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(diào)查統(tǒng)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(fā)光流明迅速增長，促使其逐年遞減降價。以1WLED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(xù)穩(wěn)定數(shù)年增長需求將是集成電路行業(yè)繼VCD、DVD、手機、MP3之后的消費電子市場的超級海嘯!

　　LED燈具的高節(jié)能、長壽命、利環(huán)保的優(yōu)越性能獲得普遍的公認。

　　1.LED高節(jié)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(tǒng)光源節(jié)能80%以上。

　　2.LED長壽命：LED光源被稱為長壽燈。固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)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(tǒng)光源壽命長10倍以上。

　　3.LED利環(huán)保：LED是一種綠色光源，環(huán)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，沒有污染不含汞元素，冷光源，可以安全觸摸，屬于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保持恒流在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大于200mA)二種。小功率LED多用做制作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、大電流驅動的器件，其發(fā)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(fā)光強度。因此，LED的驅動需要提供恒流電源，以保證大功率LED使用的安全性，同時達到理想的發(fā)光強度。在LED照明領域，為體現(xiàn)出LED燈節(jié)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(yōu)勢無法體現(xiàn)出來。

　　LED燈具對低壓驅動芯片的要求

　　1.驅動芯片的標稱輸入電壓范圍應當滿足直流8~40V，以覆蓋較廣的應用需要。耐壓能力最好大于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(wǎng)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沒有寬的輸入電壓范圍，往往會在電網(wǎng)電壓升高時會被擊穿，從而燒毀LED光源。

　　2.驅動芯片的標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(chǎn)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(qū)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(fā)生疲勞和早期失效。

　　3.驅動芯片的輸出電流必須保持恒定，這樣LED才能穩(wěn)定發(fā)光，不會閃爍。同一批驅動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，這樣在大批量自動化生產(chǎn)線上生產(chǎn)時才能保證有效和有序性。對于輸出電流有一定離散性的驅動芯片，必選在出廠或投入生產(chǎn)線前進行分檔挑選，調(diào)整PCB板上電流設定電阻的阻值大小，使之生產(chǎn)的LED燈具恒流驅動板對同類LED光源的發(fā)光亮度一致，以保持最終產(chǎn)品的一致性。

　　4.驅動芯片的封裝應有利于驅動芯片管芯的快速散熱，如將裸片直接綁定在銅板上，并有一個引腳直接延伸到封裝外，以便于直接焊接在PCB板的銅箔上迅速導熱(圖)。如果在類似4X4mm的芯片上要長時間通過300~1,000mA電流，則必然產(chǎn)生功耗并發(fā)熱，因此，芯片本身的物理散熱結構也非常重要。

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

　　6.驅動芯片的自身功耗要求小于0.5W，開關工作頻率要求大于120Hz，以免發(fā)生工頻干擾產(chǎn)生可見閃爍。

　　總之，LED綠色照明促使驅動芯片向創(chuàng)新設計發(fā)展。LED燈具照明離不開驅動芯片，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的驅動芯片，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(fā)中。LED燈具的海量需求市場給所有集成電路設計公司再次成功的機會，如果能快速轉型，早出產(chǎn)品，則贏的機會多多。