LED的前景光明分析

背景

在種類繁多的照明應(yīng)用中，LED 的采用勢頭持續(xù)強(qiáng)勁。這種始終如一的強(qiáng)勁勢頭意味著，提供 LED 驅(qū)動器 IC 的模擬 IC 供應(yīng)商會有良好的業(yè)務(wù)勢頭。在過去一年中，高亮度 (HB) LED 達(dá)到了一些關(guān)鍵的性能標(biāo)準(zhǔn)，這導(dǎo)致對 LED 驅(qū)動器 IC 需求的大幅增長，這類 IC 是在所有最終市場應(yīng)用中為 LED 供電所必需的。

對 LED 驅(qū)動器 IC 的需求目前處于后萌芽階段，通過研究幾種將使該需求進(jìn)入加速增長階段的促進(jìn)因素，我們發(fā)現(xiàn)，LED 顯然將迅速成為主流照明源。一些主要的驅(qū)動因素是：汽車照明、大型平板高清 (HD) LCD電視機(jī)、手持式設(shè)備、LED 光輸出、LED 的成本因素、以及 LED 取代白熾燈這種潛在用途。

奧迪公司是第一家在多種車型中使用 LED 前燈的汽車制造商，早在 2008 年就開始使用了。奧迪的汽車照明系統(tǒng)包含兩個起主要作用的近光前燈，該系統(tǒng)由兩個 LED 陣列組成，每個 LED 陣列都含有 4 個有源組件。另外 3 個 LED 陣列 (每個含有兩個 LED IC) 位于光學(xué)透鏡的后面，它們的任務(wù)是控制明 / 暗分界線和前燈照明范圍。就遠(yuǎn)光前燈而言，4 個 LED 陣列位于與近光陣列相鄰的地方?？拷彰飨到y(tǒng)的下邊緣，一排 24 個 LED 組成白天行車燈 (DRL)。不過，正是這些白天行車燈使奧迪汽車外觀新穎和令人興奮，奧迪汽車的外觀非常受購車一族的歡迎。不久以后，很多其他制造商都跟風(fēng)而上，奔馳 (Mercedes)、捷豹 (Jaguar)、雷克薩斯 (Lexus) 和保時捷 (Porsche) 等等，也都提供類似的白天行車燈了。

而 LED 前燈系統(tǒng)在采用上卻落后了，這主要是成本原因。不過，2011 年出現(xiàn)的一些早期跡象似乎表明這種狀況將開始發(fā)生變化，因?yàn)槭聦?shí)上，LED 允許設(shè)計時更加靈活地進(jìn)行選擇，同時 LED 效率的提高使成本 / 性能得到了更有利的平衡。因此，現(xiàn)在我們看到，凱迪拉克 (Cadillac)、豐田 (Toyota) 和雷克薩斯 (Lexus) 的各種車型都將 LED 前燈作為可選配件提供。例如，凱迪拉克凱雷德 (Cadillac Escalade)、雷克薩斯 LS600H (Lexus LS600H) 和豐田普銳斯 (Toyota Prius)，都可以選配 LED 前燈。

LED 驅(qū)動器 IC 用來驅(qū)動給高清平板電視機(jī)提供背光照明的 LED 時有很多優(yōu)勢。這些 IC 使 LED 驅(qū)動器電路解決方案能做到纖巧、緊湊和扁平。這些 IC 還以高開關(guān)頻率工作，以在基于充電泵的拓?fù)渲袦p小輸出電容器的電容值、尺寸和成本。在基于電感器的 DC/DC 開關(guān)拓?fù)渲校@種高開關(guān)頻率減小了電感器和輸出電容器的值、尺寸和成本。此外，在有些情況下，LED 驅(qū)動器 IC 可能包括內(nèi)置的肖特基二極管和升壓二極管，因此減少了外部組件的數(shù)量。這反過來又減小了設(shè)計復(fù)雜性、解決方案尺寸和成本。

從運(yùn)動圖像模糊到彩色再現(xiàn)，LCD 高清電視機(jī) (HDTV) 有各種缺點(diǎn)。也就是說，就目前一代 LCD HDTV 而言，無法實(shí)現(xiàn)真正的黑色，而且所有顏色的動態(tài)范圍都較低。傳統(tǒng)的HDTV 是用 CCFL 管進(jìn)行背光照明的，僅能提供 450 至 650 cd/m2 的對比度。這些HDTV 的主要問題是，CCFL 背光照明不能徹底關(guān)斷或局部地調(diào)光。

相反，如果采用高亮度 LED 背光照明，那么背光照明“群”中的 LED 陣列 (就 46 英寸顯示器而言，多達(dá) 1,600 個 LED) 可以局部調(diào)光或關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)比 CCFL 設(shè)計幾乎高一個數(shù)位級的對比度 (>4,000cd/m2)。此外，通過調(diào)整背光照明 LED 群的亮度，可以再現(xiàn)更多中間色調(diào)的顏色，從而使畫面更加生動。另一個好處是，能徹底地局部關(guān)斷 LED， 從而減輕了運(yùn)動圖像模糊問題。通過在幀之間徹底關(guān)斷 LED，幾乎消除了與快速運(yùn)動物體有關(guān)的圖像模糊問題。此外，在解決 CCFL 背光照明 LCD 電視機(jī)平常遇到快速運(yùn)動圖像模糊問題時，LED 非常高的響應(yīng)速度就至關(guān)重要。

今天很多移動電話有內(nèi)置數(shù)碼相機(jī)功能，能拍攝高分辨率靜止圖像和視頻。相機(jī)性能的提高也導(dǎo)致需要大功率白光光源，以在室內(nèi)或在昏暗的環(huán)境光線條件下使用相機(jī)。在配備相機(jī)的蜂窩電話中，白光 LED 已經(jīng)成為主要的光源，因?yàn)榘坠?LED 擁有新式蜂窩電話設(shè)計師所希望的各種特點(diǎn)：小尺寸、大的光輸出、能提供“閃光燈”和連續(xù)“視頻”物體照明。目前已經(jīng)開發(fā)出專門用作集成式相機(jī)光源的大輸出功率 LED。

類似地，幾乎任何電池供電的消費(fèi)類手持式設(shè)備都用彩色有源矩陣 LCD 來顯示用戶所需的不同類型信息和數(shù)據(jù)。然而，制造商面臨的挑戰(zhàn)是，確保用戶在任何類型的環(huán)境中都能從這些顯示屏上讀取信息。為了達(dá)到這個目的，制造商必須提供具恰當(dāng)背光照明量的彩色 LCD。這種背光照明通常由白光 LED 提供，視顯示屏尺寸的不同而有所不同，白光 LED 采用了各種不同的組合形式。這反過來又導(dǎo)致了對緊湊、高效率和低噪聲 LED 驅(qū)動器 IC 的需求，因?yàn)樾枰@類驅(qū)動器 IC 為白光 LED 供電。

促進(jìn) LED 市場增長的重要因素

大功率或高亮度 LED 的光輸出已經(jīng)超過每 Watt 100 流明這個關(guān)鍵的里程碑，甚至有些制造商自稱，在實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)達(dá)到了每 Watt 200 流明。這意味著，就能效而言，LED 現(xiàn)在已經(jīng)超過了 CFL (每 Watt 80 流明)。然而，進(jìn)一步的預(yù)測顯示，到 2012 年，LED 將達(dá)到每 Watt 150 流明的光輸出。另一個優(yōu)勢是 LED 的長壽命。視計算方法的不同而不同，白光 LED 燈的壽命至少為 1 萬小時，有些甚至聲稱達(dá)到了 5 萬小時。此外，LED 是“綠色”產(chǎn)品，因?yàn)樗鼈儾缓魏斡泻Σ牧稀?/P>