由于在背光和照明等相關(guān)應(yīng)用中的迅猛發(fā)展,以節(jié)能、環(huán)保和長壽命為賣點的led技術(shù)正在重新回到熱點技術(shù)的行列中來。盡管業(yè)界還需要克服一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)來完善現(xiàn)有的技術(shù),不過主要的半導體廠商都已紛紛推出了各具特色的解決方案。
面臨眾多挑戰(zhàn)
對于許多剛剛接觸LED技術(shù)的工程師來說,如何減少其在系統(tǒng)中的占用空間以及盡可能的提高亮度是他們選擇LED方案供應(yīng)商時首先碰到的問題。不過由于LED技術(shù)還處于起步階段,供應(yīng)商們還需要克服眾多挑戰(zhàn)。
Cypress的EZ-Color產(chǎn)品營銷經(jīng)理Shone Tran認為,對于所有的大功率LED設(shè)計來說,器件分選(Binning)、溫度、色準以及信號通訊可能是半導體方案供應(yīng)商們正在面臨的四項主要難題。不過具體到不同的細分市場還是有一些細微的區(qū)別。比如色準、溫度和信號通訊是LED背光中最需要迫切解決的問題,而在汽車照明中,溫度和色準控制技術(shù)的重要性要更高一些,至于通用照明,無論是方面都還需要進一步的完善。
Tran關(guān)于細分市場要求不同的看法與安森美半導體亞太區(qū)電源管理部市場推廣經(jīng)理蔣家亮的意見不謀而合。不同的是,后者認為成本問題才是LED背光和通用照明中最重要的因素。至于汽車照明,他指出:“已有的方案還必須在可靠性上(比如能否經(jīng)受嚴酷的環(huán)境溫度)不斷加強。”
蔣家亮表示,LED技術(shù)要想在通用照明領(lǐng)域取得更多進展,就必須考慮如何更方便地替換現(xiàn)有的鹵素燈和聚光照明燈等傳統(tǒng)光源。“比如將LED和轉(zhuǎn)換電路組裝到小型的燈具當中。”而歐司朗光電半導體的LED市場總監(jiān)Timon Rupp也持有同樣的看法。歐司朗光電半導體目前主要關(guān)注的還是汽車和通用照明市場。其與照明大廠歐司朗的親密關(guān)系令其對終端需求的體會比其他供應(yīng)商更深。“LED技術(shù)正努力在通用照明領(lǐng)域同傳統(tǒng)光源展開競爭。”Rupp表示,“半導體供應(yīng)商遇到的最主要的挑戰(zhàn)是如何在系統(tǒng)集成方面取得突破,比如提供更容易令消費者從傳統(tǒng)光源轉(zhuǎn)向這種新興技術(shù)的所謂‘交鑰匙’或者‘即插即用’的解決方案。”
與其他受訪者相比,美國國家半導體亞太區(qū)電源管理產(chǎn)品市場營銷經(jīng)理吳志民的意見要具體一些。“在驅(qū)動多個LED燈串的背光方案中,燈串間的電流匹配是主要挑戰(zhàn)。而無論LCD電視還是汽車應(yīng)用,都對對比度提出了較高的要求。”吳志民說。另外,他還指出,由于LED在通用照明領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛,供應(yīng)商還必須有能力提供擁有全范圍輸入電壓的各種驅(qū)動器。
“白光LED驅(qū)動器必須能夠為特定的LED配置提供足夠的電流和電壓,并采用可滿足輸入電壓范圍以及所需的輸出電壓和電流要求的轉(zhuǎn)換拓撲結(jié)構(gòu)。”Linear電源產(chǎn)品組產(chǎn)品市場經(jīng)理Tony Armstrong表示。他指出,一款絕佳的LED驅(qū)動器必須擁有下列特點中的部分或者全部內(nèi)容:寬輸出電壓范圍;高效轉(zhuǎn)換;嚴格調(diào)節(jié)的LED電流匹配;低噪聲、恒定頻率操作;獨立的電流和調(diào)光控制;外形緊湊、占板面積小、外部元件極少。
主要解決方案
EZ-Color是Cypress于去年夏天專門針對高亮度(HB)LED智能照明系統(tǒng)推出的一款基于閃存的可編程LED驅(qū)動器。它最多可控制16個HB-LED(CY8CLED16),這比同類型的競爭產(chǎn)品要多出4~5個。為了盡可能加快設(shè)計人員的開發(fā)進度,該公司還同時提供了兩款名為PSoC Express和PSoC Designer的設(shè)計工具。分別面向此前沒有任何嵌入式設(shè)計經(jīng)驗的入門級用戶以及嵌入式設(shè)計專家使用。同時提供的評估套件(CY3261A-RGB)還提供一個交互式圖形界面,可透過CIE圖表,或者是直接控制單個HB-LED進行快速顏色混合。EZ-Color還有分別可控制4個和8個LED的CY8CLED04與CY8CLED08可供選擇。據(jù)悉,基于EZ-Color HB-LED驅(qū)動器,該公司還在開發(fā)一款光反饋解決方案,其中將采用顏色傳感器來進行閉環(huán)的顏色準確度補償。
針對高端手機閃光燈應(yīng)用,歐司朗光電半導體開發(fā)了CERAMOS和OSLUX產(chǎn)品線。該公司同時還提供面向汽車前燈(OSTAR Headlamp)和通用照明的產(chǎn)品(OSTAR Lighting)。特別要介紹的是這款通過了汽車安規(guī)驗證并已開始提供樣片的OSTAR Headlamp。它并沒有采用透鏡,但通過一個改進的轉(zhuǎn)換器以及Thinfilm技術(shù)上的提升,其在工作電流為700mA的情況下獲得了620lm和12W的峰值亮度和功耗,高達500lm的亮度典型值也是上代產(chǎn)品的兩倍,這比目前已有的任何一款LED亮度都高。緊湊的封裝形式令其能夠同小型光學器件連接在一起,從而節(jié)省空間并賦予設(shè)計師更多自有發(fā)揮的空間。該公司將于2008年底開始量產(chǎn)這款產(chǎn)品。
美國國半不久前剛剛發(fā)布了一款型號為LM3433的DC/DC同步降壓恒流穩(wěn)壓器,它能夠為投影儀和背投電視的大功率HB-LED提供穩(wěn)定的負電流。由于允許多個LED陽極直接連接到接地點,這使得電路散熱能力大大提高。此外,超過40kHz的PWM調(diào)光控制頻率還促成了數(shù)字色溫控制、干擾清除、場序照明以及亮