LED是一種能夠將電能轉化為可見光的固態(tài)半導體器件，它的半導體屬性可最大限度地突顯智能照明的優(yōu)勢，滿足消費者對調光、調色、遠程控制、可擴展性等全方位的照明需求。

由于LED燈的能源效率更高，因此，LED燈泡和燈圈擁有比傳統(tǒng)白熾燈更長的壽命，這也是在市場上LED燈能夠迅速取代白熾燈和熒光燈光源的重要原因。2010年后，在政策支持和技術進步的雙重加持下，LED照明產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展提速，行業(yè)應用也呈現(xiàn)出高速成長態(tài)勢。

剛需的LED照明市場潛力巨大

從應用場景看，家居照明、工業(yè)照明、戶外照明、辦公照明、店鋪零售照明、教育照明等是LED照明的主要應用場景。

IHS數(shù)據(jù)顯示，2018年，家居照明的市場規(guī)模約為117.10億美元，占比22.07%，戶外照明和工業(yè)照明是第二大和第三大應用領域，分別占比18.23%和17.85%。此外，辦公照明、店鋪零售照明及教育照明的規(guī)模占比在6.50%-10%之間。

預計未來一段時間家居照明仍將是LED照明最大的應用場景，市場規(guī)模將在2025年達到312.45億美元，占比接近25%。教育照明則是增速最快的細分應用類別，預計市場規(guī)模將由2018年的34.60億美元增加至2025年的108.16億美元，年復合增速達到17.68%。

現(xiàn)在，LED照明產(chǎn)品已成為人們生產(chǎn)生活的必需品，在市場上屬于剛需產(chǎn)品。目前，中國是世界上最大的LED照明市場，2018年度占據(jù)了全球26.48%的市場規(guī)模。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預計，2022年中國智能照明行業(yè)市場規(guī)模將達431億元，年增長率在23%左右，市場潛力巨大。

LED驅動IC選型的關鍵七要素

在LED照明系統(tǒng)中，LED驅動電源是影響性能的一個關鍵因素。LED驅動電源主要有三大類：一是開關恒流源，二是線性IC電源，三是阻容降壓電源。

開關恒流源：通過變壓器將高壓轉換為低壓，然后進行整流濾波，最終輸出穩(wěn)定的低壓直流電。開關恒流源技術成熟，性能穩(wěn)定，是市場上LED照明的主流驅動產(chǎn)品。

線性IC電源：采用一個IC或多個IC來分配電壓，不需要電解電容，元器件種類少，優(yōu)點是功率因數(shù)和電源效率高，且壽命長、成本低。

阻容降壓電源：通過電容的充放電來提供驅動電流，雖然這是最基本的LED驅動電路，但在實際應用中最不實用，尤其是在汽車應用中，因汽車電池容易出現(xiàn)波動，哪怕是電池電量的微小變化都會導致LED消耗更多電流，并可能損壞。

相較于傳統(tǒng)的照明產(chǎn)品，LED照明產(chǎn)品不僅電光轉換效率高，使用壽命大幅超過白熾燈、節(jié)能燈等傳統(tǒng)照明產(chǎn)品，其應用場景也較為豐富，一體化設計的LED燈具通常更容易與周邊環(huán)境融合，更符合目前消費者日益多元化、時尚化、個性化的需求。LED驅動IC是LED照明燈節(jié)能與長壽命的關鍵因素，因此，正確選取LED驅動IC很重要。

市場上的LED驅動IC、LED燈具種類繁多，在選擇的過程中最應該看重哪些參數(shù)和特性呢？

1 瓦數(shù)所謂的瓦數(shù)實際上就是指電源的功率。如果在一個驅動電源上連接多個LED燈，則必須算出所用的總功率，同時還要注意給自己留出20%的功率余量，并據(jù)此找到一個電源額定功率符合要求的LED驅動IC。

例如，我們有4個LED條，每個條大約12瓦，那么，系統(tǒng)的總瓦數(shù)應該在48瓦左右，加上20%的余量，所需電源功率為48 x 1.2=57.6瓦。因此，一個≥60瓦的LED驅動電源就足夠這個項目使用了。

2 電壓/電流

當安裝一個LED設備或更換壞的電源時，驗證輸出電壓是否與LED電壓兼容是很重要的。帶有內(nèi)置電流調節(jié)器的LED產(chǎn)品通常都會說明應該使用什么樣的輸入電壓。例如，LED柔性條大多使用12V電源。

另一個常見的應用是使用大功率LED和需要直流電壓輸入的恒流驅動器。每個LED燈的電壓約為3.1伏，如果有6個LED燈，那么這個串聯(lián)電路中的總電壓就是18.6VDC，選擇LED驅動電源時，它的輸出至少要達到24VDC。

大多數(shù)LED需要一個限流裝置（無論是驅動器還是電阻器）來防止LED被過度驅動。這種恒流驅動器或限流電阻器用于調節(jié)LED的電流，保持LED的安全運行并延長其使用壽命。因此，在選擇LED驅動電源時還需查看一下是否內(nèi)置了限流裝置。

3 調光

如果我們使用的LED燈是可調光的，就必須選擇具有調光功能的電源。LED可調光驅動電源主要有兩種控制類型：

一類是PWM調光：也稱為脈寬調制調光。普通照明用LED驅動電源大多采用基于PWM控制器的反激式變換器電路拓撲。PWM調光器實際上以高頻脈沖調光，以改變?nèi)庋蹖獾母兄l率越高，燈光越亮。由于從處理器到被控系統(tǒng)都是數(shù)字信號，因此PWM調光器的噪聲很小。

另一類是TRIAC調光（雙向晶閘管調光）：TRIAC是一種雙向半導體電源開關，由可變定時電路生成的脈沖觸發(fā)，并在傳導電流高于保持電流時維持導通。要想通過基于TRIAC調光器實現(xiàn)LED調光，還須額外添加一些元器件達到穩(wěn)定的調光，并根據(jù)調光器相位角來調節(jié)輸出電流。

4 溫度在選擇LED驅動IC時，一個不容忽視的因素就是它的使用環(huán)境。如果在溫度參數(shù)范圍內(nèi)使用，LED驅動電源的工作效率最高。因此，所選的LED驅動IC必須工作在安全溫度范圍內(nèi)。

5 效率電源的效率決定了LED發(fā)光的實際功率大小。電源的效率百分比越高，最終節(jié)省的電能就越多。對于LED照明來講，最好選擇效率為80%或更高的驅動IC。

6 尺寸LED項目選擇電源時，了解電源的安裝位置非常重要，足夠小的LED驅動IC尺寸更能適應各種項目應用。

7 EMI特性LED驅動IC的抗EMI能力關系到整個LED燈具能否順利通過CE、UL等認證，這一點也需要特別關注。

幾個實用的LED驅動方案

伴隨著LED市場的發(fā)展，各家技術廠商也在持續(xù)推出適應不同應用場景的LED驅動解決方案，我們今天就為大家推薦幾款。

英飛凌數(shù)字控制LED驅動方案

在智能照明產(chǎn)品中，電源驅動對整個系統(tǒng)的壽命和穩(wěn)定性有很大影響。英飛凌數(shù)字控制LED驅動方案帶有通信功能，其LED驅動芯片XDPL8221具備諸多高級功能，可實現(xiàn)恒壓、恒流和恒功率控制，運行參數(shù)可通過GUI配置，工程師們能便捷地設計多功能和高性能的LED驅動器。

XDPL8221的效率高，該驅動IC支持100VAC~277VAC或127VDC~430VDC的較寬輸入電壓范圍。芯片內(nèi)置的數(shù)字控制系統(tǒng)會根據(jù)輸入和負載情況，在準諧振、不連續(xù)導通（DCM）或主動突發(fā)模式（Active Burst Mode）之間進行切換，以實現(xiàn)最佳的運行模式。

此外，XDPL8221可實現(xiàn)低至1%的無頻閃調光，同時對電流的調節(jié)仍能確保高精度。關燈后，系統(tǒng)處于小于100mW的較低待機功耗。XDPL8221通過UART接口提供LED驅動的運行狀態(tài)信息，是智能照明系統(tǒng)LED驅動的理想選擇。

今年6月3日，OSRAM與英飛凌共同宣布，雙方通過合作把NFC編程與LED智能照明方案結合在一起，在OSRAM最新的OPTOTRONIC FIT產(chǎn)品中融入英飛凌具備PWM調光功能的NLM0011和NLM0010雙模NFC無線配置IC，賦予了LED燈具配置更多彈性。

NFC編程是一項新興的技術，通過非接觸式NFC接口可取代耗時的電阻器設置技術。內(nèi)置的光衰補償（CLO）功能還能在燈具使用期間保持固定的流明輸出，從而延長燈具使用壽命。

Littelfuse帶PFC控制的高壓可調光LED驅動器

Littelfuse公司的IX9908是一款準諧振控制器，專為相位可調光的離線LED應用而優(yōu)化。

IX9908的工作范圍廣，電壓最高可達600V，且功耗很低。多重安全功能確保在故障情況下提供完整的系統(tǒng)保護。IX9908以其強大的功能集和低成本，成為了準諧振反激式LED燈泡設計的理想選擇。IX9908還集成了一個高壓啟動單元。在操作的通電階段，該電池提供恒定電流為VCC電容器（CVCC）充電。

Texas Instruments高功率密度汽車LED驅動器

Texas Instruments公司的TPS92520-Q1是一款單片雙路同步降壓LED驅動器，具有4.5V至65V寬工作輸入電壓范圍，可獨立為兩串串聯(lián)的LED供電。該芯片具有自適應導通時間平均電流模式控制功能，經(jīng)設計可與分流FET調光技術和基于LED矩陣管理器的動態(tài)光束前照燈兼容。

自適應導通時間控制功能可提供近乎恒定的開關頻率，頻率設置范圍為100kHz至2.2MHz。電感器電流感應和閉環(huán)反饋功能可在輸入、輸出和環(huán)境溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)±4%以上的精度。TPS92520-Q1可使用模擬調光或PWM調光技術來單獨調制LED電流。通過SPI對10位IADJ數(shù)值進行編程可獲得高于20:1的線性模擬調光響應。

圖4：TPS92520-Q1原理框圖（圖源：TI）

羅姆車載LED驅動器

ROHM的BD18337EFV-M是一款4通道線性車載LED驅動器，可通過1個引腳控制多個輸出的熱分散。這樣不僅可顯著減少部件數(shù)量和安裝面積，還非常有助于平臺化擴展機型的汽車LED燈驅動模塊電路板的通用化設計。此驅動器可用于車后燈（剎車燈、尾燈）、霧燈、轉向燈、牌照燈、日間行車燈等汽車和摩托車領域的眾多LED燈驅動。此產(chǎn)品內(nèi)置LED開路檢測功能、OUTx（x=1~4）引腳輸出接地故障保護功能、過電壓靜音功能及熱關斷功能，可實現(xiàn)高可靠性。

結語

LED正迅速成為照明技術的首選，并將繼續(xù)取代熒光燈和白熾燈配件。根據(jù)Technavio的最新市場報告，2018年至2022年，全球LED市場規(guī)模將增長239.8億美元。預計在此期間，市場增長將以近16%的復合年增長率加速，推動全球LED照明市場增長的關鍵因素之一是LED制造成本的下降。

隨著LED照明市場的不斷發(fā)展，越來越多的智能照明系統(tǒng)公司致力于提供以人為中心的照明解決方案。只有選擇一款合適的LED驅動電源才能真正實現(xiàn)以人為中心的照明，屆時，人們可以在一天中調整光線的顏色和強度，從而創(chuàng)造一個晝夜節(jié)律友好的照明序列，從而改善情緒，提高個人生產(chǎn)力。

編輯：jq