圖1：全球LED照明應用市場(chǎng)結構分布，單位：百萬(wàn)美元（數據來(lái)源：IHS）

現在，LED照明產(chǎn)品已成為人們生產(chǎn)生活的必需品，在市場(chǎng)上屬于剛需產(chǎn)品。目前，中國是世界上最大的LED照明市場(chǎng)，2018年度占據了全球26.48%的市場(chǎng)規模。根據前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預計，2022年中國智能照明行業(yè)市場(chǎng)規模將達431億元，年增長(cháng)率在23%左右，市場(chǎng)潛力巨大。

LED驅動(dòng)IC選型的關(guān)鍵七要素

在LED照明系統中，LED驅動(dòng)電源是影響性能的一個(gè)關(guān)鍵因素。LED驅動(dòng)電源主要有三大類(lèi)：一是開(kāi)關(guān)恒流源，二是線(xiàn)性IC電源，三是阻容降壓電源。

開(kāi)關(guān)恒流源：通過(guò)變壓器將高壓轉換為低壓，然后進(jìn)行整流濾波，最終輸出穩定的低壓直流電。開(kāi)關(guān)恒流源技術(shù)成熟，性能穩定，是市場(chǎng)上LED照明的主流驅動(dòng)產(chǎn)品。

線(xiàn)性IC電源：采用一個(gè)IC或多個(gè)IC來(lái)分配電壓，不需要電解電容，元器件種類(lèi)少，優(yōu)點(diǎn)是功率因數和電源效率高，且壽命長(cháng)、成本低。

阻容降壓電源：通過(guò)電容的充放電來(lái)提供驅動(dòng)電流，雖然這是最基本的LED驅動(dòng)電路，但在實(shí)際應用中最不實(shí)用，尤其是在汽車(chē)應用中，因汽車(chē)電池容易出現波動(dòng)，哪怕是電池電量的微小變化都會(huì )導致LED消耗更多電流，并可能損壞。

相較于傳統的照明產(chǎn)品，LED照明產(chǎn)品不僅電光轉換效率高，使用壽命大幅超過(guò)白熾燈、節能燈等傳統照明產(chǎn)品，其應用場(chǎng)景也較為豐富，一體化設計的LED燈具通常更容易與周邊環(huán)境融合，更符合目前消費者日益多元化、時(shí)尚化、個(gè)性化的需求。LED驅動(dòng)IC是LED照明燈節能與長(cháng)壽命的關(guān)鍵因素，因此，正確選取LED驅動(dòng)IC很重要。

市場(chǎng)上的LED驅動(dòng)IC、LED燈具種類(lèi)繁多，在選擇的過(guò)程中最應該看重哪些參數和特性呢？

1.瓦數

所謂的瓦數實(shí)際上就是指電源的功率。如果在一個(gè)驅動(dòng)電源上連接多個(gè)LED燈，則必須算出所用的總功率，同時(shí)還要注意給自己留出20%的功率余量，并據此找到一個(gè)電源額定功率符合要求的LED驅動(dòng)IC。例如，我們有4個(gè)LED條，每個(gè)條大約12瓦，那么，系統的總瓦數應該在48瓦左右，加上20%的余量，所需電源功率為48 x 1.2=57.6瓦。因此，一個(gè)≥60瓦的LED驅動(dòng)電源就足夠這個(gè)項目使用了。

2.電壓/電流

當安裝一個(gè)LED設備或更換壞的電源時(shí)，驗證輸出電壓是否與LED電壓兼容是很重要的。帶有內置電流調節器的LED產(chǎn)品通常都會(huì )說(shuō)明應該使用什么樣的輸入電壓。例如，LED柔性條大多使用12V電源。另一個(gè)常見(jiàn)的應用是使用大功率LED和需要直流電壓輸入的恒流驅動(dòng)器。每個(gè)LED燈的電壓約為3.1伏，如果有6個(gè)LED燈，那么這個(gè)串聯(lián)電路中的總電壓就是18.6VDC，選擇LED驅動(dòng)電源時(shí)，它的輸出至少要達到24VDC。

大多數LED需要一個(gè)限流裝置（無(wú)論是驅動(dòng)器還是電阻器）來(lái)防止LED被過(guò)度驅動(dòng)。這種恒流驅動(dòng)器或限流電阻器用于調節LED的電流，保持LED的安全運行并延長(cháng)其使用壽命。因此，在選擇LED驅動(dòng)電源時(shí)還需查看一下是否內置了限流裝置。

3.調光

如果我們使用的LED燈是可調光的，就必須選擇具有調光功能的電源。LED可調光驅動(dòng)電源主要有兩種控制類(lèi)型：

一類(lèi)是PWM調光：也稱(chēng)為脈寬調制調光。普通照明用LED驅動(dòng)電源大多采用基于PWM控制器的反激式變換器電路拓撲。PWM調光器實(shí)際上以高頻脈沖調光，以改變肉眼對光的感知，頻率越高，燈光越亮。由于從處理器到被控系統都是數字信號，因此PWM調光器的噪聲很小。

另一類(lèi)是TRIAC調光（雙向晶閘管調光）：TRIAC是一種雙向半導體電源開(kāi)關(guān)，由可變定時(shí)電路生成的脈沖觸發(fā)，并在傳導電流高于保持電流時(shí)維持導通。要想通過(guò)基于TRIAC調光器實(shí)現LED調光，還須額外添加一些元器件達到穩定的調光，并根據調光器相位角來(lái)調節輸出電流。

4.溫度

在選擇LED驅動(dòng)IC時(shí)，一個(gè)不容忽視的因素就是它的使用環(huán)境。如果在溫度參數范圍內使用，LED驅動(dòng)電源的工作效率最高。因此，所選的LED驅動(dòng)IC必須工作在安全溫度范圍內。

5.效率

電源的效率決定了LED發(fā)光的實(shí)際功率大小。電源的效率百分比越高，最終節省的電能就越多。對于LED照明來(lái)講，最好選擇效率為80%或更高的驅動(dòng)IC。

6.尺寸

LED項目選擇電源時(shí)，了解電源的安裝位置非常重要，足夠小的LED驅動(dòng)IC尺寸更能適應各種項目應用。

7.EMI特性

LED驅動(dòng)IC的抗EMI能力關(guān)系到整個(gè)LED燈具能否順利通過(guò)CE、UL等認證，這一點(diǎn)也需要特別關(guān)注。

幾個(gè)實(shí)用的LED驅動(dòng)方案

伴隨著(zhù)LED市場(chǎng)的發(fā)展，各家技術(shù)廠(chǎng)商也在持續推出適應不同應用場(chǎng)景的LED驅動(dòng)解決方案，我們今天就為大家推薦幾款。

· 英飛凌數字控制LED驅動(dòng)方案

在智能照明產(chǎn)品中，電源驅動(dòng)對整個(gè)系統的壽命和穩定性有很大影響。英飛凌數字控制LED驅動(dòng)方案帶有通信功能，其LED驅動(dòng)芯片XDPL8221具備諸多高級功能，可實(shí)現恒壓、恒流和恒功率控制，運行參數可通過(guò)GUI配置，工程師們能便捷地設計多功能和高性能的LED驅動(dòng)器。

XDPL8221的效率高，該驅動(dòng)IC支持100VAC~277VAC或127VDC~430VDC的較寬輸入電壓范圍。芯片內置的數字控制系統會(huì )根據輸入和負載情況，在準諧振、不連續導通（DCM）或主動(dòng)突發(fā)模式（Active Burst Mode）之間進(jìn)行切換，以實(shí)現最佳的運行模式。此外，XDPL8221可實(shí)現低至1%的無(wú)頻閃調光，同時(shí)對電流的調節仍能確保高精度。關(guān)燈后，系統處于小于100mW的較低待機功耗。XDPL8221通過(guò)UART接口提供LED驅動(dòng)的運行狀態(tài)信息，是智能照明系統LED驅動(dòng)的理想選擇。

圖2：英飛凌數字控制LED驅動(dòng)芯片 (圖源：Infineon)

今年6月3日，OSRAM與英飛凌共同宣布，雙方通過(guò)合作把NFC編程與LED智能照明方案結合在一起，在OSRAM最新的OPTOTRONIC FIT產(chǎn)品中融入英飛凌具備PWM調光功能的NLM0011和NLM0010雙模NFC無(wú)線(xiàn)配置IC，賦予了LED燈具配置更多彈性。NFC編程是一項新興的技術(shù)，通過(guò)非接觸式NFC接口可取代耗時(shí)的電阻器設置技術(shù)。內置的光衰補償（CLO）功能還能在燈具使用期間保持固定的流明輸出，從而延長(cháng)燈具使用壽命。

· Littelfuse帶PFC控制的高壓可調光LED驅動(dòng)器

Littelfuse公司的IX9908是一款準諧振控制器，專(zhuān)為相位可調光的離線(xiàn)LED應用而優(yōu)化。

圖3：IX9908工作原理框圖（圖源：Littelfuse）

IX9908的工作范圍廣，電壓最高可達600V，且功耗很低。多重安全功能確保在故障情況下提供完整的系統保護。IX9908以其強大的功能集和低成本，成為了準諧振反激式LED燈泡設計的理想選擇。IX9908還集成了一個(gè)高壓?jiǎn)��?dòng)單元。在操作的通電階段，該電池提供恒定電流為VCC電容器（CVCC）充電。

· Texas Instruments高功率密度汽車(chē)LED驅動(dòng)器

Texas Instruments公司的TPS92520-Q1是一款單片雙路同步降壓LED驅動(dòng)器，具有4.5V至65V寬工作輸入電壓范圍，可獨立為兩串串聯(lián)的LED供電。該芯片具有自適應導通時(shí)間平均電流模式控制功能，經(jīng)設計可與分流FET調光技術(shù)和基于LED矩陣管理器的動(dòng)態(tài)光束前照燈兼容。

自適應導通時(shí)間控制功能可提供近乎恒定的開(kāi)關(guān)頻率，頻率設置范圍為100kHz至2.2MHz。電感器電流感應和閉環(huán)反饋功能可在輸入、輸出和環(huán)境溫度范圍內實(shí)現±4%以上的精度。TPS92520-Q1可使用模擬調光或PWM調光技術(shù)來(lái)單獨調制LED電流。通過(guò)SPI對10位IADJ數值進(jìn)行編程可獲得高于20:1的線(xiàn)性模擬調光響應。

圖4：TPS92520-Q1原理框圖（圖源：TI）

· 羅姆車(chē)載LED驅動(dòng)器

ROHM的BD18337EFV-M是一款4通道線(xiàn)性車(chē)載LED驅動(dòng)器，可通過(guò)1個(gè)引腳控制多個(gè)輸出的熱分散。這樣不僅可顯著(zhù)減少部件數量和安裝面積，還非常有助于平臺化擴展機型的汽車(chē)LED燈驅動(dòng)模塊電路板的通用化設計。此驅動(dòng)器可用于車(chē)后燈（剎車(chē)燈、尾燈）、霧燈、轉向燈、牌照燈、日間行車(chē)燈等汽車(chē)和摩托車(chē)領(lǐng)域的眾多LED燈驅動(dòng)。

此產(chǎn)品內置LED開(kāi)路檢測功能、OUTx（x=1~4）引腳輸出接地故障保護功能、過(guò)電壓靜音功能及熱關(guān)斷功能，可實(shí)現高可靠性。

圖5：BD18337EFV-M獨有的兩項新技術(shù)有助于大幅削減車(chē)載LED燈的占板面積和設計周期（圖源：ROHM）

結語(yǔ)

LED正迅速成為照明技術(shù)的首選，并將繼續取代熒光燈和白熾燈配件。根據Technavio的最新市場(chǎng)報告，2018年至2022年，全球LED市場(chǎng)規模將增長(cháng)239.8億美元。預計在此期間，市場(chǎng)增長(cháng)將以近16%的復合年增長(cháng)率加速，推動(dòng)全球LED照明市場(chǎng)增長(cháng)的關(guān)鍵因素之一是LED制造成本的下降。

隨著(zhù)LED照明市場(chǎng)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的智能照明系統公司致力于提供以人為中心的照明解決方案。只有選擇一款合適的LED驅動(dòng)電源才能真正實(shí)現以人為中心的照明，屆時(shí)，人們可以在一天中調整光線(xiàn)的顏色和強度，從而創(chuàng )造一個(gè)晝夜節律友好的照明序列，從而改善情緒，提高個(gè)人生產(chǎn)力。