LED驱动器技术发展趋势

1,1,LED驱动器技术发展趋势,颜重光高工北京大学上海微电子研究院兼职研究员2010-09,2,2,LED照亮2010上海世博会,3,3,高亮度LED驱动主要市场,4,4,LED绿色照明灯具,5,5,LED灯具驱动工作原理,6,6,LED光源工作原理,LED光源工作的主要参数是VF/IF，其它相关的是颜色/波长/亮度/发光角度/效率/功耗。VF正向电压是为LED发光建立一个正常的工作状态。IF正向电流是促使LED发光，发光亮度与流过的电流成正比例。LEDVF标称电压：3.4V0.2V（WLED）。LEDIF工作电流按应用需要选用，各挡不能混用。LEDLamp用各档LED电流：,7,7,照明用LED光源功率,LED灯具常用WLED二极管:1）小功率WLED：IF=15-25mA如IF=20mA草帽灯、SMT。2）大功率WLED：IF=200-1000mA如高亮功率WLED，1W/IF=350mA，3W/IF=700mA；3）功率LED管芯按特殊要求绑定的WLED；,大功率照明用LED其封装从成品来看是单颗芯片的，其实是用N颗LED管芯封装在一个单位里的。它们的排列组合是串并联，它们是N个串联，再N个并联，然后由二点联接电源。,8,LED光源阵列设计,9,9,LED灯具驱动基本方案,AC220V,AC220V,AC220V,硅光电板,AC/DC模块,DC/DC恒流源,LED光源,LED光源,LED光源,LED光源,开关电源,开关恒流源,储能电池,DC/DC升压恒流源,DC12-36V,DC12V,DC12-36V,Alec,DC/DC恒流源,CC,CC,CC,CC,10,10,常用DCLED驱动电路,阻容降压（电阻、电容）；LDO（低压差线性稳压器）；CCR（线性稳流器）；DC/DC-Buck（降压开关稳压器）；DC/DC-Boost（升压开关稳压器）；DC/DC-BuckBoost）（升降压开关稳压器）；AC/DC开关恒流源。,11,11,几种LED驱动方法比较,12,LED驱动电源演变,LED照明驱动电源早期没有专用的驱动IC，大多都是从通用的AC/DC和DC/DC电源IC借用过来，因此应用电路比较繁复，而IC的很多功能在LED照明电路中并不需要而被闲置，IC的很多珍贵的面积被浪费因而造成进一步降价困难；新的专门为LED照明而设计的IC今夏以来纷纷登台，应用电路简洁，价格自然回落，促进LED销量快速增长；大型LED灯具的电源从各厂自制开始走向向专业电源生产厂家购买，从而保证质量、成本下降、过CE、UL认证不再困难，LED灯具厂家产品开发速度明显加快，产品可靠性更好。,13,13,室内LED照明驱动基本方案,LED灯电源驱动基本方案如右所示。驱动电源有内置在灯杯内的，如MR16、E27、PAR30、PAR38、日光灯等；也有外置在LED光源灯具周边的，如嵌灯、筒灯、格栅灯、投光灯等。,14,14,应用方案简洁的BP1360/1,15,15,海量居家照明LED灯电源空间小,16,16,离线式3WE27LED驱动电路,17,17,离线式12WPAR38LED驱动电路,18,专门集成设计，省去冗余元件,适合设计隔离式电源方案的LinkSwitch-PH,与前一代IC相比可省去周边22个零件，节省空间和应用成本；,NEW,19,专用电路设计，应用十分简洁,适合设计非隔离式电源方案LinkSwitch-PL,3-16W/350-1000mA,NEW,20,124WLED隔离恒流电源电路图,保险丝,抗雷击,EMI及滤波,全桥整流,启动电路,RCD网络,供电二极管,反馈电路,隔离变压器,EMI电容,滤波电容,采样电阻,BP3105隔离方案,输出二极管,BP3105,NEW,21,124WLED可控硅调光电源电路图,保险丝,抗雷击,EMI及滤波,全桥整流,启动电路,RCD网络,供电二极管,反馈电路,隔离变压器,EMI电容,滤波电容,采样电阻,BP3108隔离可控硅调光方案,输出二极管,可控硅调光采样电路,BP3108,NEW,22,22,LED台灯实用方案,DC/DC恒流源,23,23,超市冰柜LED照明灯带方案,DC/DC恒流源,据冷柜制造商通用电气(GeneralElectric)研究发现，采用LED照明后，将使冷藏陈列柜的用电量从每年的2660万千瓦时下降到每年1070千瓦时，降幅达60%之多。（冷藏陈列柜每门的LED系统功耗为29瓦，相比之下，现有荧光灯的功耗约为73瓦）。,24,24,LED水底灯方案,DC/DC恒流源,25,25,LED洗墙灯方案,DC/DC恒流源,DC/DC恒流源,26,26,LED工作灯方案,DC/DC恒流源,DC/DC恒流源,27,LED医用头灯方案,DC/DC恒流源,28,LED航标灯与灯塔方案,DC/DC恒流源,29,29,LED警灯与警示灯方案,DC/DC恒流源,DC/DC恒流源,30,LED多面灯方案,AC/DC恒流源,31,18WLED日光灯的实用电路图,保险丝,抗雷击,EMI滤波,全桥整流,无源PFC,启动&恒流补偿,继流二极管,驱动变软,源极驱动,馈流供电,镇流电感,EMI电容,滤波电容,采样电阻,Toff时间设定,BP2808非隔离方案,PWM,恒流补偿,前馈补偿,启动电阻,32,32,LED日光灯应用案例,BP2808的LED日光灯已进入2010年上海世博会的“沪上生态家”、上海地铁2号线江苏路站厅和马来西亚皇宫的照明系统,33,LED植物生长灯,34,LED海洋生物生长灯,光源阵列：100-400W宽电源：AC85-265V,AC220V,AC/DC适配器,DC/DC恒流源,LED光源,35,LED路灯驱动方案演化,Alec,36,BP1361在LED路灯方案中的恒流应用,1WX6/350mA/20.4VDC,(1WX6)X3/1050mA,Vin=24VDC,每组=18W2组=36W3组=54W4组=72W,PT4115/BP1361,Rs,L,AC/DC+DC/DC恒流源,LED串并阵列,37,LED路灯驱动新方案,AC220V,LED光源,开关恒流源,开关恒流源将成为LED路灯生产厂家首选,LED单串阵列,Isolated,38,开关恒流源方案,选用单路、多路输出的恒压、恒流一体式隔离防水的开关恒流源方案是目前LED路灯组合设计的最佳方案之一。,40-60%余量设计；输入电压90305Vac效率0.8-0.92功率因素0.9-0.99；多级驱动隔离方案；5万小时耐久性测试；8000KV浪涌测试；内外部防雷系统；防水IP67-68；,开关恒流源,39,LED路灯组合设计新思路,Alec,40,开关恒流源将成为LED路灯生产厂家首选,产品种类决定LED路灯厂家的生产量不可能很大，因此要做精驱动电源事实上是很困难的；CE、UL等的认证费用不菲，只有大批量生产的厂家才有此实力和必要；选购带认证的开关恒流源来配套是LED路灯、投光灯、洗墙灯等大型灯具生产厂家最经济实惠、最理智的选择。,41,串联LED开路保护,电子分流器,NUD4700,42,42,太阳能LED路灯方案,43,43,影响LED灯具寿命的关键,LED光源的光衰：与LED管芯的质量和生产工艺、LED光源工作电流、散热有关；LED光源的散热：热量聚积，促使早衰；LED驱动电源电路：铝电解电容器的使用寿命在5000小时以下，铝电解电容器的寿命还与使用环境温度有很大关系，环境温度升高电解质的损耗加快，环境温度每升高10oC，电解电容器寿命就会减少一半。,44,高温电解电容器寿命,105度的高温电解电容器的寿命为10000小