眾多IC廠商LED照明驅動方案青睞原邊反饋方式
LED被稱為第四代照明光源或綠色光源,具有節能、環保、壽命長、體積小等特點,可以廣泛應用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。隨著 LED應用在照明、背光、顯示屏等諸多市場的出色表現,眾多IC廠商紛紛向LED領域拓展,從事LED驅動解決方案的開發。八仙過海,各顯神通,不同IC 廠商根據自身情況選擇各自的目標市場。不過,共性仍然存在,在面對體積、調光控制、成本、轉換效率等挑戰時,其應對策略值得討論。
原邊反饋方式成為共同選擇
LED驅動器主要功能就是為LED燈提供穩定、精確的工作電流。傳統的LED驅動器方案采用次級反饋來實現精確的輸出電流控制,通過次級側的電流采樣電阻測量LED電流,并借助光電耦合器提供反饋信息。次級反饋控制會導致驅動器成本、尺寸的增加和轉換效率的降低。此種情況下,原邊反饋方式成為眾多LED驅動解決方案供應商的共同選擇。
原邊反饋方式的AC/DC控制技術是最近10年間發展起來的新型AC/DC控制技術,與傳統的副邊反饋的光耦加431的結構相比,其最大的優勢在于省去了這兩個芯片以及與之配合工作的一組元器件,這樣就節省了系統板上的空間,降低了成本并且提高了系統的可靠性。
新進(BCD)半導體的LED驅動芯片AP3766、AP1681等都是采用其獨有的原邊控制(PSR)專利技術,無需次級側反饋電路,即能夠實現精確的次級側LED驅動電流控制。其內置的溫度補償、變壓器補償和線電壓補償技術保證了驅動器在全溫、寬電壓和量產條件下的輸出電流精度。
飛兆半導體(上海)有限公司同樣表示,在針對AC輸入的小功率 LED照明方面,采用原邊控制架構的LED驅動電路具有成本和性能優勢。如飛兆半導體的FSEZ1216, FSEZ1307和FSEZ1317,它們采用了PSR來節省光耦和其它反饋電路,從而很好地兼顧了成本和性能。
來自本土的南京微盟同樣推出了類似產品,南京微盟的LED驅動芯片ME8165/8108均采用了原邊反饋技術,無須光耦,使得產品體積大大減小,并降低了成本。南京微盟是中國華大集團旗下的IC骨干公司之一,是一家從事專用模擬集成電路芯片產品的研制、開發和銷售的高新技術企業。產品應用于信息家電、無線通信、數字通訊和網絡技術等領域。南京微盟在國內顯示屏市場占有較大份額,據透露,其去年LED驅動器出貨量總數超過了7億個。
顯示屏驅動實現精確調光控制
雖然目前全球還沒有完善的LED驅動電源統一標準,然而產業的飛速發展使得LED驅動電源的要求在不斷提高。
在LED顯示屏應用市場,LED發光亮度的精確控制是主要訴求。張洪俞介紹,為了達到顯示屏要求,需要確保芯片在不同的溫度條件和惡劣的使用環境下,芯片位與位間、片與片間、批與批間的驅動電流一致性好。
南京微盟驅動IC ME2604在全彩LED顯示屏的應用表現。
南京微盟面向市場推出了顯示屏驅動IC ME2604,這是一款低壓差、高精度16位恒流驅動芯片,采用了高精度恒流驅動電路和溫度補償電路,電流受電源電壓(VDD)、環境溫度的變化也被控制在1%。ME2604可以選用不同阻值的外接電阻Rext來調整ME2604各輸出端口的電流大小;同時也可以在OE端采用PWM調制,最小脈寬能達到 50ns。因此,可精確地控制LED的發光亮度。
背光驅動市場競爭激烈,LED TV尤甚
LED 背光驅動市場主要由LED TV、LED 監視器、筆記本以及GPS、DPF、PDVD等便攜市場組成,其屏幕尺寸由大到小,LED背光的比例從小到大,筆記本及便攜產品的背光基本上100%采用 LED,近兩年內LCD監視器和LCD TV的LED背光滲透率在快速上升。作為近兩年崛起的LED TV和LED監視器背光驅動方案,市場上可謂百家爭鳴。
飛兆半導體是電視機電源方案的主要方案供應商之一,LED背光驅動領域也是我們的重點市場。液晶電視機LED背光應用正在迅速發展變化,包括 LED燈串的數目、電流電壓參數、拓撲結構以及與AC-DC部分的配合等等。他認為,O2Micro和MPS兩家半導體公司雖然在液晶電視機CCFL背光上具有傳統的優勢,到了LED背光市場,則要經過一段時間的市場驗證才能見分曉。
新進(BCD)半導體則借助其在大陸及臺灣市場的客戶優勢和產品領先性,已經在大陸前幾位的電視整機廠率先批量生產LED TV背光驅動方案。O2Micro、MPS、BCD、Supertex、Richtek等是走在較為前列的公司。
手機和PC為首的便攜式音頻、打印機等設備中彩色液晶顯示的需求越來越高。ROHM推出了針對彩色液晶顯示的LCD背光所需的多種LED驅動器。LED燈數方面根據顯示屏的大小可以安裝1~96個燈;按照功能備有實現低功耗的調光功能型、符合小型化要求的LDO內置型、減輕軟件負荷的RGB自動調光型、省空間的Flash內置型等LED驅動器,而且備有只針對裝飾或Flash的單個用途的LED驅動器。
MCU 廠商盛揚半導體最近也推出了中小尺寸顯示器的LED背光驅動IC整合方案。10寸以下是該公司目前的主要目標市場,其新一代WLED背光驅動系列,具備高驅動WLED能力,并結合集成度高、體積小、應用電路簡單、直流轉換小路高等優點,節能環保,并且具有極具競爭力的價格,在NB、車載GPS、PDVD、數碼相框等市場應用廣泛。
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