LED 前景光明

时间：2011-05-11 11:20 来源：凌力尔特公司作者：电源产品部市场总监Tony Armstrong

这些进步具有重要意义，因为美国能源部公布，在美国所发电量中，照明消耗占 22%。广泛使用 LED 照明可能使照明耗电量减半。从另一个角度来理解，到 2027 年，LED 照明有可能使每年能源使用量减少相当于 5 亿桶石油，同时还伴随着二氧化碳排放量的减少。

LED 照明的成本已经非常迅速地下降了。单个白光 LED (几个白光 LED 组成一个 LED 灯，LED 占 LED 灯的大部分成本) 的价格几年前大约为 5 美元，过去一年中，已经降至不到 1 美元了。很多 LED 行业的分析师都预测，在未来一年内， LED 灯的价格将达到消费者可以接受的程度，LED 灯将取代白炽灯。有些 LED 制造商宣布，已经设计出了能为 LED 灯供电的发光芯片，能使 LED 灯产生可与家庭中极其普遍地使用的 75W 白炽灯相比的光输出。这种类型的 LED 芯片为了能提供这样的光输出量，通常需要 12W 至 15W 的功率。

高亮度 LED 给驱动器 IC 带来了怎样的挑战?
今天，LED 驱动器 IC 必须具有的一个关键性能特点是能给 LED 充分调光。既然 LED 是用恒定电流驱动的，其中 DC 电流值与 LED 的亮度成正比，那么要改变 LED 的亮度，就有两种通过控制 LED 电流来调光的方法。第一种方法是模拟调光，在这种方法中，通过降低恒定 LED 电流值，成比例地降低 LED 的 DC 电流值。降低 LED 电流可能导致 LED 颜色的改变或不准确的 LED 电流控制。第二种方法是数字或脉冲宽度调制 (PWM) 调光。PWM 调光以等于或高于 100Hz 的频率通断 LED，人眼对这种频率的通断察觉不到。PWM 调光的占空比与 LED 亮度成正比，同时，在接通时 LED 电流保持同一个值不变 (如 LED 驱动器 IC 所设定的那样)，从而在高调光比时保持 LED 颜色不变。在某些应用中，使用这种 PWM 调光方法能提供高达 3000:1 的调光比。

凌力尔特公司的 LED 驱动器 IC采用既满足输入电压范围要求、又满足所需输出电压和电流要求的转换拓扑，尤其在驱动高亮度 LED 的情况下，能为很多不同类型的 LED 配置提供充足的电流和电压。因此，凌力尔特公司的高亮度 LED 驱动器 IC 一般具有以下特点：

(A) 宽输入电压范围
    (B) 宽输出电压范围
    (C) 高效率转换
    (D) 严格调节的 LED 电流匹配
    (E) 低噪声、恒定频率工作
    (F) 独立的电流和调光控制
    (G) 宽调光比范围
    (H) 小型紧凑的占板面积，所需外部组件最少

凌力尔特公司拥有种类繁多的产品以满足 LED 驱动设计需求，其中的两个例子是 LT3754 和 LT3956。

当白光 LED 用于大型平板显示器的背光照明时，凌力尔特公司推出的新产品 LT3754能解决与驱动白光 LED 有关的设计问题。LT3754 是一款创新性 LED 驱动器 IC，可用于配备了 26 英寸或更大尺寸平板显示屏高清电视机。这款升压模式 LED 驱动器有 16 个单独的通道，每个通道具有约 3.2V 的 Vf，能驱动由多达一个由 15 个 50mA LED 组成的 LED 串。因此，每个 LT3754 能驱动多达 240 个 50mA 的白光 LED。结果，一个 26 英寸的 LCD 高清电视机也许仅需要一个 LT3754，就能提供必需的背光照明。所有 16 个通道都通过单个 PWM 输入控制，能提供高达 3,000:1 的 PWM 调光比。

LT3754 使用一个小型电感器和甚至更纤巧的陶瓷输出电容器。惟一需要的其他组件是单个输入电容器、MOSFET 和一个电流设定电阻器，如图 1 所示。每个通道都跟随一个可编程设定的主电流，以允许每串 LED 有 10mA 至 50mA 的 LED 电流。这些通道还可以并联，以提供更大的 LED 电流。输出电压适应 LED Vf 的变化，以实现最佳效率，开路 LED 故障不影响所连接的其他 LED 串的工作。LT3754 采用紧凑型 32 引脚、5mm x 5mm QFN 封装。

图 1：38W LED 驱动器驱动 16 串每串有 15 个 50mA LED 的 LED 串

现在，用一个由 18 个串联 LED 组成的阵列可以配置一个 25W 的白光 LED 前灯，流过 LED 的 350mA 电流可产生需要的光输出。不过，一个主要的障碍是，如何高效率、简单地驱动这样一个配置。一个可能的解决方案是，使用凌力尔特公司最近推出的 LT3956 单片 LED 驱动器。LT3956 是一款 DC/DC 转换器，为作为恒定电流和恒定电压调节器工作而设计。它非常适用于驱动大电流、高亮度 LED (参见图 2)。