LED驅動IC技術市場分析
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LED驅動IC目前市場需求按應用來分基本有三大類,一是用於消費性電子產品的,其應用特點是以電池為能源,一般為4.2~8.4V,因此低電壓、小電流的LED驅動器是目前量大麵廣的產品;二是用於汽車照明產品,因其電源來自汽車蓄電池,一般是48V,所以需要較高電壓降壓的LED驅動IC;三是建築裝飾照明和家庭照明,則需要將AC直接變換成DC的LED驅動IC,主要功能是將交流電壓轉換為恒流電源,並同時完成與LED的電壓和電流的匹配。因而不同應用的LED驅動IC是完全不同的。
消費性電子產品的LED驅動器擁有比較成熟的技術、產品和相對成熟的市場。消費性電子產品LCD屏的背光一般是2~8顆LED燈,並聯或單顆供電的應用居多。自2000年來,消費性電子產品常用的LED驅動IC有DC/DC開關穩壓器(Boost)、電荷泵(ChargePump)、恒流源(Constant)和低壓差穩壓器(LDO)。DC/DC開關穩壓器是用電感器來儲存電能的,而電感器容易發射開關頻率,易對射頻(RF)發生新的幹擾,因此在手機產品中用得較少。電荷泵也是一種開關穩壓器,但它是用電容器作電能儲能,因而不會發射開關頻率,在手機產品中占了最大的份額。LED發光要求IF恒流,恒流源就是針對這個市場而特別設計、生產的,恒流源的價格是電荷泵的50%,因而近年來在普及型手機產品中也占有一定的份額。普及型手機產品苛求成本下降,手機背光驅動單元尚可榨油的就是降低LED驅動Ic的成本,大多數手機的關機電壓設計在電池電壓降至3.3V時,因此恒流源就設計成在4.2V~3.3V時恒流輸出20~30mA,3.3V以下輸出電流急降。電荷泵的賣點是效率(q),但大多數電荷泵在4.2V。3.3V時其轉換效率並不高,當電池電壓降到3.0V。2.5V時它的轉換效率能達85~90%,可惜在目前大多數的手機方案中並不能發揮其優勢。LDO是一個性能很好的低壓差穩壓器,輸出電壓穩定,當負載不變時,它流過負載的電流也恒定,基於此原理LDO也是一個很好的LED驅動器。
汽車照明產品使用的LED的數量較多:大多是串、並聯驅動,需要較高的電壓,對於取自48V汽車蓄電池的電源來說是十分方便的。目前能耐60V高壓的LED驅動器新品推出已較多。因而在汽車前裝市場直接采用LED的儀表板背光、前後霧燈、第三刹車燈、方向燈、尾燈的市場十分看好和樂觀。建築裝飾照明和家庭照明,則需要將AC能直接變換成DC恒流源的LED驅動IC,目前還不能提供單個SOC的集成電路產品,大多數是模塊電路。
建築裝飾照明在國內各大城市應用已十分廣泛,節能效果顯著。社會對家庭用LED照明燈需要量將是一個天文數字,但目前的家庭用LED照明燈技術和生產成本離大批量生產還有一定的距離,尚需努力。高亮度和大功率LED照明燈進人家庭應用在技術上還有技術瓶頸亟待解決,主要是芯片散熱(熱量管理)、發光亮度(流明)和EMI/EMC,成本下降也是一個關鍵問題。家庭照明用LED驅動IC技術還在技術攻堅中,驅動芯片需要采用700VBCD高壓工藝;芯片內的MOSFET要做好熱量管理,要考慮驅動IC的散熱設計;AC到DC恒流源各功能芯片整合在一個封裝的SOC內還需要創新一個新的電源芯片模式。
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