LED驅(qū)動芯片設(shè)計方案和實物詳解

　　目前Marvell公司提供的超低功耗A19型交鑰匙設(shè)計方案和燈泡實物包括兩種（見圖1），均可用于替代40W的A19型球泡白熾燈：一種是采用4顆照明級別Cree XLamp XP-E高效白光LED的方案；另一種是采用飛利浦Lumileds LUXEON A LED的方案。此外，Marvell還推出了采用Cree XLamp MT-G產(chǎn)品的PAR38射燈交鑰匙解決方案，用于替代100W的傳統(tǒng)此類燈具。同時，Marvell還在開發(fā)A19 60W等效LED燈泡方案，很快也將與中國客戶見面。

　　上述Turn-key設(shè)計方案支持各種的AC輸入，具有高達0.99的功率因數(shù)，總諧波失真（THD）低于《10%。所有這些方案已經(jīng)過充分的安規(guī)、EMI/EMC測試，可確?？蛻敉ㄟ^CE、UL認(rèn)證，且符合能源之星、LM-79和LM-80光性能測試標(biāo)準(zhǔn)，因此可直接用于投入生產(chǎn)。

　　圖1：使用Cree LED（左）和飛利浦Lumileds LED （右）的替代40W A19球泡燈的“Turn-key”設(shè)計方案實物圖

　　“提高能效長期以來一直是Marvell公司專注的焦點，我們?yōu)楦黝愂袌鎏峁┘舛说牡凸慕鉀Q方案已有超過10年?！盡arvell綠色技術(shù)產(chǎn)品部門副總裁Kishore Manghnani表示，“我們非常了解設(shè)計高功效燈的挑戰(zhàn)，并對支持Cree、Lumileds這樣的業(yè)界領(lǐng)袖公司向LED照明制造商推出高效節(jié)能的交鑰匙解決方案而感到自豪。”

　　Marvell公司LED驅(qū)動芯片產(chǎn)品線全球技術(shù)行銷高級經(jīng)理Lance Zheng表示：“我們希望將我們與全球領(lǐng)先公司合作開發(fā)高品質(zhì)LED照明應(yīng)用產(chǎn)品的經(jīng)驗帶到中國，與充滿發(fā)展活力的廣大中國LED照明廠商展開合作，共同推動中國綠色照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?！?/P>

Turn-key設(shè)計方案符合中國LED“國情”

　　中國有大大小小上萬家LED照明企業(yè)，但具備設(shè)計能力的只占少數(shù)，Marvell這種高品質(zhì)、符合全球法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)Turn-key設(shè)計方案正好滿足他們的需求。A19型球泡燈和PAR38射燈是出貨前景最大的兩種家用LED燈具。借助于Marvell帶專利自適應(yīng)控制環(huán)路和創(chuàng)新DSP架構(gòu)的LED驅(qū)動器產(chǎn)品以及此次推出的相應(yīng)“Turn-key”設(shè)計方案，中國廠商可以最低的總體成本、出色的整體性能迅速將產(chǎn)品推向市場，并掃除進軍海外中高端市場的各種門檻和障礙。

　　Lance介紹說，Marvell公司為88EM8081驅(qū)動芯片的這些Turn-key設(shè)計方案投入很大，整合了電、光、熱等各方面的工程設(shè)計人才資源和昂貴的實驗/測試設(shè)備資源，幫客戶完成了至少需要花費4-6個月的開發(fā)工作，并且經(jīng)受住了各種品質(zhì)方面的考驗，生產(chǎn)出的成品受到客戶的高度贊賞，索要申請絡(luò)繹不絕。

　　Marvell此舉開創(chuàng)了LED驅(qū)動芯片供應(yīng)商之先河。眾所周知，目前大多數(shù)供應(yīng)商只能提供某款驅(qū)動芯片的評估板或最多提供參考設(shè)計的支持，客戶需要自行或外包復(fù)雜的電、光、熱和外形設(shè)計。而Marvell可提供基于88EM8081驅(qū)動芯片的Turn-key設(shè)計方案的完整設(shè)計和生產(chǎn)資料包，具體包括：

　　- 完整的生產(chǎn)資料包；

　　- 驅(qū)動電路設(shè)計文檔：電氣原理圖，Gerber文檔和BOM清單；

　　- LED MCPCB Gerber文檔；

　　- 完整機械設(shè)計的3D設(shè)計文檔；

　　- 光度測試報告；

　　- 色度測試報告；

　　- 熱特征報告；

　　- EMI/EMC 測試報告；

　　- 雷擊保護測試報告。

　　此外，Marvell還提供5W-50W功率范圍的適合各種燈具尺寸的參考設(shè)計，功率因數(shù)高達0.99，具備寬電壓輸入范圍，效率最高達90%，并視客戶需要可提供電氣原理圖、Gerber文檔和BOM清單、變壓器規(guī)格參數(shù)等設(shè)計文檔。

Marvell技術(shù)優(yōu)勢 = 成本優(yōu)勢

　　Marvell公司去年推出并量產(chǎn)的用于住宅和商業(yè)應(yīng)用的創(chuàng)新型LED照明產(chǎn)品88EM8081（開關(guān)頻率為120KHz）控制器可以用于輸出功率最高達150W的各種固態(tài)照明應(yīng)用。這些應(yīng)用包括：A19球泡燈、PAR20/30/38射燈、吊燈、筒燈、商用照明、路燈等。

　　除了采用先進的模擬電路實現(xiàn)高效率外，Marvell 88EM8081的架構(gòu)中還包含一個可以用來增加新的獨特功能的最優(yōu)化DSP內(nèi)核以及單級功率因數(shù)校正（PFC）電路，這允許制造商使用更少的外部元件，進而顯著降低材料清單（BOM）成本。

　　圖2：88EM8081的這種混合信號架構(gòu)支持快速增加新功能，且具有更高的可靠性和穩(wěn)定性

　　其DSP核是由硬件邏輯實現(xiàn)的，一些專有算法（如閉環(huán)控制、PID等）被固化在其中，不占用內(nèi)存，沒有增加額外成本。這種數(shù)字技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高效的設(shè)計并可方便地增加傳統(tǒng)照明無法提供的新的獨特功能，且具有更高的可靠性和穩(wěn)定性——對于可以持續(xù)工作5萬小時以上的LED產(chǎn)品來說這點非常重要，并可迎合由LED照明技術(shù)帶來的大眾化市場機遇。

　　Marvell 88EM8081還支持自適應(yīng)反饋環(huán)路，可實現(xiàn)業(yè)界最高水平的PFC（0.99）和最低的總諧波失真（THD，《10%），從而更容易符合包括“能源之星”在內(nèi)的全球各種法規(guī)。據(jù)內(nèi)部評測，該產(chǎn)品的效率可達到85%以上，高出同類產(chǎn)品3-7%。

　　以上技術(shù)優(yōu)勢實際上可轉(zhuǎn)換成總體開發(fā)或營銷成本上的優(yōu)勢。效率高意味著產(chǎn)熱少，可采用更便宜的熱設(shè)計方案，而且意味著更多的流明輸出，一個燈具中可以采用更少的LED芯片，系統(tǒng)成本可減??；PFC值高則可使產(chǎn)品在某些法規(guī)嚴(yán)格的市場（如韓國）更暢銷；低THD對于像歐美等高端市場來說意義重大，例如美國的一些電力公司及政府為低THD家用LED照明燈具提供高額的補貼。

　技術(shù)資源和支持網(wǎng)絡(luò)

　　雖然是LED驅(qū)動芯片領(lǐng)域的新入者，但Marvell事實上已經(jīng)是一家全球知名的半導(dǎo)體設(shè)計企業(yè)，在存儲、通訊、移動互聯(lián)、消費電子領(lǐng)域處于技術(shù)和市場領(lǐng)導(dǎo)地位。該公司每年售出近10億顆芯片，公司2011財年（截至2011年1月29日）的收入達36.1億美元。Marvell在微處理器體系架構(gòu)及數(shù)字信號處理方面的專業(yè)知識、超強的模擬及混合信號設(shè)計能力，在大容量存儲解決方案、移動與無線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)、消費電子產(chǎn)品等頗有建樹。目前，Marvell已經(jīng)與全球很多知名的領(lǐng)導(dǎo)廠商和服務(wù)提供商都建立了穩(wěn)固的合作關(guān)系，包括RIM、中興、華為、摩托羅拉、中國移動、微軟、希捷、東芝、三星、思科、HP等。Marvell在全球有6000多名員工，其中4500名為研發(fā)人員，占總數(shù)的70%以上。

　　注重技術(shù)和研發(fā)投入的Marvell近年來將目標(biāo)市場也拓展到了“綠色節(jié)能”領(lǐng)域，致力于設(shè)計旨在減少全球能源浪費和碳排放總量的電源芯片和節(jié)能系統(tǒng)。其中LED照明應(yīng)用是一個重要分支，另一個分支是智能節(jié)電應(yīng)用。借助于數(shù)字和模擬混合信號技術(shù)的一貫優(yōu)勢，Marvell在LED照明領(lǐng)域突飛猛進，已獲得幾十項專利，并且專利數(shù)還在逐年持續(xù)增加。

　　未來，Marvell還將不斷整合自己的混合信號設(shè)計、組網(wǎng)、無線、PFC和數(shù)字技術(shù)方面的豐富經(jīng)驗，為LED照明推出創(chuàng)造性的聯(lián)網(wǎng)控制能力，進一步滿足今天和未來數(shù)字LED系統(tǒng)的需求。

　　對LED照明應(yīng)用，Marvell在美國加州硅谷總部設(shè)有系統(tǒng)架構(gòu)和IC設(shè)計工程團隊、在新加坡也設(shè)有IC設(shè)計團隊，在中國上海則設(shè)立了應(yīng)用工程團隊和技術(shù)行銷團隊，以更好與本地客戶溝通，開發(fā)適合的參考設(shè)計和Turn-key方案。

　　另外，Marvell還與活躍在亞洲和LED照明市場的知名授權(quán)分銷商大聯(lián)大（WPI）、富昌電子（Future）展開了合作，通過后二者的廣泛技術(shù)支持和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為中國大陸的LED照明廠商提供服務(wù)。