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LED驱动IC厂商各亮妙招 巧应LED室内照明市场潮流

2011-10-12 09:56:05 来源:半导体器件应用网 点击:4259

摘要:  相关人士分析认为,在2020年LED室内照明的市场占有率或将达到80%,而且由于LED的设计空间巨大,除照明市场规模不断扩大外,也将带动相关行业市场的发展,促使整个照明行业发生较大的变化。那幺,在经历了10个月的市场磨练之后,2011年中国LED室内照明的发展现状和未来走向如何呢?

关键字:  LED照明,  iWatt,  美芯晟,  晶丰明源,  士兰微,  LED驱动IC

随着节能减排的风靡,以及政府相关政策的大力扶持,中国的LED照明技术得到了迅猛的发展,LED照明产品也已渐渐进入室内照明领域,LED室内照明灯具被公认为未来照明发展的必然趋势。

相关人士分析认为,在2020年LED室内照明的市场占有率或将达到80%,而且由于LED的设计空间巨大,除照明市场规模不断扩大外,也将带动相关行业市场的发展,促使整个照明行业发生较大的变化。那幺,在经历了10个月的市场磨练之后,2011年中国LED室内照明的发展现状和未来走向如何呢?

LED室内照明向低成本批量化方向发展

iWatt区域应用经理陈宝荣认为:“从今年的产业行情来看, LED室内照明朝着低成本批量化的方向发展, 实际上, 成本也是制约LED照明发展的的主要瓶颈。只有更贴近市场要求的性价比才能推动终端市场的需求。”

他补充道,谁如果能在这个产业爆发的前夕首先将成本控制下来,定位合适的产品性价比,吸引更多的订单, 谁就能在未来LED照明市场站稳脚跟。

IWatt区域应用经理陈宝荣

从整个大环境的角度,美芯晟高级产品工程师程宝洪分析道:“在国家节能环保有关政策的引导下, 今年国内的LED室内照明市场发展较快, 尤其是在商业照明和政府公共设施的室内照明这块。同时, 今年因为日本大地震的影响, 导致日本能源紧缺, 对LED灯的需求激增, 带旺了我们国内很多LED室内灯具生产企业的海外销售订单。”

美芯晟高级产品工程师程宝洪

谈到整个大环境的影响,晶丰明源总经理胡黎强表示认同:“2011年是LED照明行业高速发展的一年,世界各国政府的大力推动促使其蓬勃发展。近来,荧光粉的离奇大幅涨价,导致荧光灯成本的增加;LED光源的制造技术大踏步发展,使其成本快速下降;日本震后核电问题,使得震后重建市场对LED灯具的需求的快速增长。目前,各国政府继续加强淘汰白炽灯的力度,例如,欧洲规定2009年年底开始禁用100W白炽灯,2010年年底开始禁用75W白炽灯,这无疑又是给予LED照明的一个巨大机会。伴随着LED照明驱动电源恒流控制技术的进步和LED光源价格的降低,LED照明与千家万户的距离又进一步拉近。”

晶丰明源总经理胡黎强

士兰微电源工程部产品应用工程经理蔡拥军最后补充道:“目前LED在室内照明应用领域还处在初级阶段,并没有真正进入普通家庭照明,其原因有两个,一个是技术,一个是经济。但是LED在一些大型商场和厂房内已经有不少应用,今后将会更多。随着人们对节能,减排和环保理念的追求,LED照明必将逐步取代现有的白炽灯和荧光灯,成为全新一代的绿色照明。”

士兰微电源工程部产品应用工程经理蔡拥军

产品服务能力及性价比的提升尤为重要

日前国家发改委公布了《中国淘汰白炽灯路线图(征求意见稿)》,当中指出,到了2016年,中国将彻底淘汰白炙灯泡,这就意味着未来中国的LED市场将会进一步扩大。对于这一趋势,LED驱动IC厂商将采取怎样的措施去应对呢?

从基于LED照明的市场及技术特点的角度,蔡拥军先生表示,士兰微将努力集中做好以下几个方面:做好产品平台建设,快速响应严苛的标准。LED照明应用环境非常恶劣,不仅是高压大电流,而且是高温、小体积,对产品可靠性要求非常高。士兰微采用IDM开发模式,目前已成熟的BICMOS/BCD工艺制程平台可提高产品ESD及LATCHUP能力,同时确保产品温度特性,从而有效提高产品的可靠性。2、积极申请专利技术。LED驱动技术有别于通用的电源技术,有许多领域值得创新。士兰微已在高集成度的线路拓扑结构、各种开短路保护技术以及调光技术等方面,申请了几十项专利技术,为后续发展打下了坚实基础。3、提升应用服务能力。LED驱动产品在推广过程中,IC原厂必须要有应用服务能力,协助照明企业共同开发。这有利于直接将原厂与LED灯具制造商联系起来, 减少开发环节,进一步缩短产品的制造周期。士兰微已经拥有一个比较系统成熟的应用服务团队,主要任务就是为客户提供产品应用上的支持,随着产品的不断提升, 公司还将会继续做好做精做强应用报务,追求客户100%的客户满意度, 提高产品的竞争力。

针对LED驱动, iWatt 有系列IC应用方案,从低成本的驱动晶体管的iW1678到调光的iW3612/iW3614,广泛应用于各个品牌的LED照明产品中。在以晶体管做为开关器件的小功率应用中,例如iW1678, 以数字化的控制方式去优化晶体管的驱动电流控制方式,提高系统效率,及其专利的初级恒流横压控制技术,更能有助于工程师设计出体积小高性能的驱动产品。2011年初推出的调光第二代iW3612/iW3614, 提供了兼容性更强调光效果更好的设计平台。

谈及产品性价比,晶丰明源的胡总谈到他们产品优势所在:1、芯片外围控制电路的不断简化,全部采用原边控制技术;2、芯片的恒流精度不断提高,为降低生产的偏差、提升电源大批量生产的可靠性提供有力的保障;3、优化芯片算法使LED输出电流精度对外围的变压器电感量不敏感,降低电感和变压器的制造成本;4、LED照明专用的原边反馈(PSR)单级APFC芯片BP3309等使得电源的体积和成本的进一步下降。

另外,胡总也谈到成本问题:LED室内照明针对广大普通个人消费者,对驱动IC来说,必须要低成本。基于此,晶丰明源会推出线性驱动芯片BP5108等产品,以应对新的市场需求。平台的建设、专利的申请以及服务能力的提升,固然重要,紧紧围绕LED照明市场,进行技术创新,推出性价比更好的产品,并加强技术服务,让客户应用更方便,这才是最重要的。”

AC/DC驱动的技术亟待突破

iSuppli指出,目前手机和便携消费电子是中国 LED驱动器的主要应用市场,2009年占总体市场的 67%。随着政府政策的推动,LED在照明领域的增长开始加速,并有望在 5年内超过LED在手机和便携消费电子中的应用市场。对于 LED驱动厂商来说,照明市场潜力很大,值得尽早布局,但 LED驱动方面还存在技术障碍,且国内厂商多是供应面向低压直流应用的 DC/DC LED驱动产品,对于适合 LED室内照明应用的 AC/DC LED驱动产品供应还很缺乏。

而且室内照明目前以替换方案为主,灯具的空间小、散热条件苛刻,而室内灯具产品对 EMC的防护等级要求较高,因此这对 AC/DC驱动来说,性能全、集成度高是一大设计挑战。由于室内照明对 AC/DC LED驱动的需求很大,如何突破设计瓶颈成了迫切需要解决的问题。

据程博士介绍,美芯晟针对LED室内照明驱动市场 提供了一系列完整的解决方案, 包括DC-DC的降压, 升压, 升降压应用, 以及AC-DC的隔离和非隔离驱动, 高PF值和非高PF值的驱动。美芯晟的驱动IC性价比高, 精度好, 效率高,质量可靠, 有助于厂家生产出具有竞争力的LED 灯具产品。美芯晟的MT7930就是一款内置高PF值的单级原边反馈驱AC-DC驱动IC, 外围电路非常简单。同时美芯晟提供全套EMC解决方案和参考电路, 以协助客户在最短的时间内将产品推向市场。同时公司即将推出内置MOS管的AC-DC驱动IC以帮助客户在更小的空间实现其功能。

而IWATT的陈宝荣表示:接下的AC/DC LED 市场, 将有两种方向, 一类是要求应用简单追求及低成本, 另外一方面, 高端产品市场将希望能提供IC设计者提供多功能高性能的解决方案,例如遥控,DIMMING。iWatt在这两方面都有技术储备,低成本的方案应该是与节能灯电源类比。

来自国内另一家LED知名驱动方案商士兰微表示目前LED照明驱动IC产品主要包括:DC/DC驱动器和AC/DC控制器。DC/DC驱动IC有高达60V直流输入的BUCK电路,输出电流达1A,可应用于高精度,高效率的大功率LED驱动系统中;同时还有36V直流输入的BUCK-BOOST电路,输出电流高达1A。AC/DC控制器中,重点推荐的是SD6857,它是一款原边控制副边LED电流的芯片,并有PFC功能。大大减化了系统复杂程度,降低成本,同时,PF高达0.95以上,THD低于10%.成功应用于PAR灯,球泡灯和日光灯系统中。 特别在在T8灯管中,可以很好的替代以往用PFC芯片做成的驱动器,最大程度的节省了成本和空间。同时,我公司也推出了SD6858,它是一款集成PFC,PSR,TRIAC DIMMING功能于一体的IC,可以兼容多款调光器,无闪烁。

另外,由于灯具内的空间和散热都受到限制,对于AC/DC驱动控制来说,就需要更加全面的考虑到这些问题。士兰微在解决这些问题上的主要切入点是尽可能的减少驱动器元器件, 同时提高驱动器工作效率。蔡拥军进一步解释道:“采用原边控制输出电流方式, 可以省去传统的副边恒流反馈网络。又比如,芯片内部集成了输出短路、输出开路、VCC过压、 VCC欠压等多重保护功能, 外围就不需要再添加额外的保护电路了。”

同样是来自长三角的国内LED驱动方案晶丰明源近二年在LED照明市场中做得风生水起,与其产品性价比不无关系;胡总向我们谈到目前他们的芯片全部围绕LED照明驱动来设计,目前包括三大产品系列:(1)、AC/DC + PWM + 恒流:APFC + PSR +隔离反激 BP3309,BP3308、APFC + 非隔离降压 BP2309,BP2308、PSR + 隔离反激 BP3102,BP3105,BP3108、非隔离降压 BP2818,BP2808B,BP2812,BP2808,BP2802;(2)AC/DC + 线性 + 恒流 BP5108;(3)、DC/DC + PWM + 恒流:升压 BP1601、降压 BP1360,BP1361。其中BP3108,BP2818支持可控硅调光,BP3102,BP2802,BP2812内置高压MOSFET。

驱动技术发展趋势

众所周知,把握住市场的最新趋势,才能把握住企业未来的发展方向。LED室内照明市场发展红红火火,也不免风起云涌。新的需求在日趋显现,也将带动新的技术的崛起与发展。谈到未来LED驱动IC的技术趋势,受访人娓娓谈来。

蔡拥军认为:高效率, 高功率因数, 高电流精度, 高可靠性, 小体积, 低成本, 安全隔离, 符合EMI标准等一直都是LED驱动电源的关键评价指标, 针对室内照明也是如此, 而且未来对这些要求会越来越严格。除了上面提到的几个关键指标外, LED灯具的寿命也一直倍受关注。

他表示:影响并制约着LED驱动器使用寿命的最大两个因素是:光电耦合器件以及电解电容,如果采用原边控制技术, 可以省去光耦, 但仍然需要大量的电解电容来维持输出电流的稳定。如何在PFC的基础上实现输出无电解电容也是士兰微正在研发的一个课题。

程宝洪同意蔡先生的观点:高效率, 高精度, 高功率因数以及外围简单,易于使用和大批量生产正是这个行业对驱动IC的要求, 美芯晟科技正是沿着这条道路源源不断地给LED照明行业提供高性价比的驱动IC。

除了性能全、集成度高这一挑战外,晶丰明源的胡黎强先生还谈到了AC/DC驱动在其他方面存在设计的难度。他介绍道:“AC/DC在可控硅调光方面还存在挑战,我们现在建议客户要兼容可控硅调光就牺牲THD,要低THD就牺牲调光,如果既要低THD,又要可控硅调光,就需要增加体积和成本。在这问题上,目前还需要时间来慢慢改善。”

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