如何正确选择LED照明驱动IC

 

　　LED照明灯具是led灯具的统称，随着LED技术的进一步成熟，LED将会在居室照明灯具设计开发领域取得更多更好的发展。21世纪的居室灯具设计将会是以LED灯具设计为主流，同时充分体现节能化、健康化、艺术化和人性化的照明发展趋势，成为居室灯光文化的主导。在新的世纪里，LED照明灯具必将会照亮每个人的居室，改变每个人的生活，成为灯具开发设计的伟大变革。

　　LED是一种绿色光源。LED灯直流驱动，没有频闪；没有红外和紫外的成分，没有辐射污染，显色性高并且具有很强的发光方向性；调光性能好，色温变化时不会产生视觉误差；冷光源发热量低，可以安全触摸；这些都是白炽灯和日光灯达不到的。它既能提供令人舒适的光照空间，又能很好地满足人的生理健康需求，是保护视力并且环保的健康光源。由于目前单只LED功率较小，光亮度较低，不宜单独使用，而将多个LED组装在一起设计成为实用的LED照明灯具则具有广阔的应用前景。灯具设计师可根据照明对象和光通量的需求，决定灯具光学系统的形状、LED的数目和功率的大小；也可以将若干个LED发光管组合设计成点光源、环形光源或面光源的"二次光源",根据组合成的"二次光源"来设计灯具。

　　LED灯具的高节能、长寿命、利环保的优越性能获得普遍的公认。

　　1. LED高节能：直流驱动，超低功耗（单管0.03~1W）电光功率转换接近100%,相同照明效果比传统光源节能80%以上。

　　2. LED长寿命：LED光源被称为长寿灯。固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰快等缺点，使用寿命可达5万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。

　　3. LED利环保：LED是一种绿色光源，环保效益更佳。光谱中没有紫外线和红外线，热量低和无频闪，无辐射，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。

　　LED光源工作特点

　　LED光源就是发光二极管（LED）为发光体的光源。发光二极管发明于20世纪60年代，在随后的数十年中，其基本用途是作为收录机等电子设备的指示灯。这种灯泡具有效率高、寿命长的特点，可连续使用10万小时，比普通白炽灯泡长100倍。科学家预测，在未来5年，这种灯泡很可能成为下一代照明的主流产品。发光二极管（LED）灯泡无论在结构上还是在发光原理上，都与传统的白炽灯有着本质的不同。发光二极管是由数层很薄的搀杂半导体材料制成，一层带过量的电子，另一层因缺乏电子而形成带正电的"空穴",当有电流通过时，电子和空穴相互结合并释放出能量，从而辐射出光芒。长期以来，人们之所以没有将发光二极管用于照明，主要是因为发光二极管通常只能发出红色光或黄色光，要想获得白色光，还必须制造出能发出蓝光的发光二极管。这样，红、黄、蓝三种光"混合"后，就产生出白光。 科学家发现了一种新型半导体材料―――氮化镓，它在经过适当处理后就能发出蓝光。发蓝光的问题解决后，发白光的问题就有了希望。

　　照明用LED光源的VF电压都很低，一般情况下为2.75~3.8V,IF一般为15~1,400mA.因此，LED驱动IC的输出电压是VFxN或VFx1, IF保持恒流在15~1,400mA.LED灯具使用的LED光源有小功率（IF为15~20mA）和大功率（IF大于200mA）二种。小功率LED多用做制作LED日光灯、装饰灯、格栅灯。大功率LED被用来做家庭照明灯、射灯、水底灯、洗墙灯、路灯、隧道灯、汽车工作灯等。功率LED光源是低电压、大电流驱动的器件，其发光强度由流过LED的电流大小决定。电流过大会引起LED光衰减，电流过小会影响LED的发光强度。因此，LED的驱动需要提供恒流电源，以保证大功率LED使用的安全性，同时达到理想的发光强度。在LED照明领域，为体现出LED灯节能和长寿命的特点，正确选择LED驱动IC至关重要。没有好的驱动IC的匹配，LED照明的优势无法体现出来。

　　LED灯具对低压驱动芯片的要求

　　1. 驱动芯片的标称输入电压范围应当满足直流8~40V,以覆盖较广的应用需要。耐压能力大于45V.当输入为交流12V或24 V时，简单的桥式整流器输出电压会随电网电压波动，特别是当电压偏高时，输出直流电压也会偏高。如果驱动IC没有宽的输入电压范围，往往会在电网电压升高时会被击穿，从而烧毁LED光源。

　　2. 驱动芯片的标称输出电流要求大于1.2~1.5A.作为照明用的LED光源，1W功率的LED光源的标称工作电流为350mA,3W功率的LED光源的标称工作电流为700mA.功率大的LED光源的需要更大电流，因此LED照明灯具选用的驱动IC必须有足够的电流输出，设计产品时也必须使驱动IC工作在满负荷输出的70~90%的工作区域。使用满负荷输出电流的驱动IC在灯具狭小空间散热不畅，容易导致灯具发生疲劳和早期失效。

　　3. 驱动芯片的输出电流必须保持恒定，这样LED才能稳定发光，不会闪烁。同一批驱动芯片在同等条件下使用，其输出电流大小要尽可能一致，也就是离散性要小，这样在大批量自动化生产线上生产时才能保证有效和有序性。对于输出电流有一定离散性的驱动芯片，必选在出厂或投入生产线前进行分档挑选，调整PCB板上电流设定电阻的阻值大小，使之生产的LED灯具恒流驱动板对同类LED光源的发光亮度一致，以保持终产品的一致性。

　　4. 驱动芯片的封装应有利于驱动芯片管芯的快速散热，如将裸片直接绑定在铜板上，并有一个引脚直接延伸到封装外，以便于直接焊接在PCB板的铜箔上迅速导热（图）。如果在类似4X4mm的芯片上要长时间通过300~1,000mA电流，则必然产生功耗并发热，因此，芯片本身的物理散热结构也非常重要。

　　

 

　　5. 驱动芯片抗EMI、噪声和耐高压的能力也关系到整个LED灯具产品能否顺利通过CE、UL等，因此在设计驱动芯片时就要选用先进的拓朴结构和高压生产工艺。

　　6. 驱动芯片的自身功耗要求小于0.5W,开关工作频率要求大于120Hz,以免发生工频干扰产生可见闪烁。

　　总之，LED绿色照明促使驱动芯片向创新设计发展。LED灯具照明离不开驱动芯片，因此需要多功能LED光源驱动IC.如果LED灯具选用36V以下的交流电源，可以考虑非隔离供电；如果选用220V和100V交流电源，则应考虑隔离供电。直接使用交流100~220V的驱动芯片，因应用对体积的苛求要求，在技术上还有更高的要求、更大的难度，目前各国都在努力开发中。LED灯具的海量需求市场给所有集成电路设计公司再次成功的机会，如果能快速转型，早出产品，则赢的机会多多。