LED照明电路和系统级别优化分析

半导体厂商也在纷纷涉足LED照明业务。LED的电源电路需要驱动器IC，很多半导体厂商都推出了多样化产品。在各厂商竞相提高驱动器IC的驱动能力及效率并实现更多功能的形势下，美国国家半导体(National Semiconductor)不仅使产品具备这些特点，而且降低了电源电路设计的难度。

使用该公司面向电源电路等开发的在线设计辅助工具“WEBENCH”，最短可在一天内完成包括根据LED选择驱动方式、选择驱动器IC、电路设计及电路模拟等在内的基本电路设计(图8，图9)。驱动器IC只能采用该公司的产品，不过LED、电容器及电感器等可从主要厂商的多款产品中选用。WEBENCH可以免费使用，如果多数设备开发人员都利用该工具进行电路设计，将有助于国家半导体生产的驱动器IC获得扩大应用。

图8：LED照明产品的设计变得更加容易

该图表示采用美国国家半导体开发的设计辅助工具“WEBENCH”进行LED照明产品设计的流程。最短可在一天内完成设计与模拟工作。以LED为代表的部件与驱动方式的选择、驱动器IC的选择以及电路设计均可在线进行，电气特性及热特性的模拟也可在线完成。

包括照明及背照灯在内，近一年来WEBENCH被应用于LED电源电路的事例急剧增加，达到WEBENCH整体用例的约1/7～1/6。很多设计人员缺乏基于LED驱动器IC的电源设计经验，估计这些设计人员都在使用WEBENCH进行设计。对于经验不足的设计人员而言，从诸多驱动器IC、LED及被动部件中找出最佳部件，然后设计最佳电路的做法会带来很重的工作负担。有时甚至需要几周的时间才能设计出基本电路。

设计LED照明器具时，作为光源的LED以及用于实现所需放射特性的光学部件会受到重视。而电源电路设计往往会被推后，不过“经常听到光学设计等进展顺利，却因最后的电源电路设计而跌跟头的例子”(国家半导体日本法人)。这种情况也对扩大WEBENCH的应用起到了积极作用。

图9：使用WEBENCH时的设计画面

可在同一画面上，显示电路图及电气特性的模拟结果，以及选定的部件一览表等。还可利用左上方的圆盘改变电路面积、成本及特性等项目的优先度。改变优先度后，会显示相应的电路构成等。图片由国家半导体提供。

WEBENCH可显示以成本、效率及安装面积中的任意一项为优先条件，同时考虑三个项目取得平衡的五种电路。用户可从中选择所需电路。模拟方面，备有对输入功率的变动作出响应的特性、调光时的动作、启动时的动作以及稳定状态的电路特性模拟。用户可在更改构成部件的同时优化电路。各种模拟最长可在5分钟左右完成，因而不会对设计带来影响。

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