LED驅(qū)動器提高效率并簡化設(shè)計

由于更高的能效、更低的熱量輸出和小型化，LED 的需求在各個行業(yè)（室內(nèi)/室外照明、顯示行業(yè)和汽車照明）持續(xù)增長，這極大地推動了 LED 驅(qū)動器市場。LED 驅(qū)動器以正確的電壓提供恒定電流，從而使 LED 照明解決方案高效運(yùn)行。它們還可以保護(hù) LED 免受任何電壓或電流波動的影響。

物聯(lián)網(wǎng)連接照明解決方案的興起和提高能源效率的智慧城市計劃也促進(jìn)了 LED 驅(qū)動器市場的增長。根據(jù)ReportBuyer 發(fā)布的一份報告，該行業(yè)預(yù)計到 2025 年將達(dá)到 113 億美元，在 2019 年至 2025 年的預(yù)測期內(nèi)以 16.3% 的復(fù)合年增長率 （CAGR） 增長。

報告發(fā)現(xiàn)，市場的一大趨勢是轉(zhuǎn)向恒流 LED 驅(qū)動器，該驅(qū)動器正用于高亮度和戶外照明應(yīng)用。其他趨勢包括消除次級反饋電路的初級側(cè)調(diào)節(jié) （PSR） 和用于提高電能質(zhì)量的功率因數(shù)校正 （PFC） 電路。這是由縮小的系統(tǒng)封裝和中低功率范圍內(nèi)的低成本要求推動的。

過去一年市場上推出的許多最新 LED 驅(qū)動器都專注于智能照明和汽車照明應(yīng)用。以下是解決這些關(guān)鍵趨勢的一些產(chǎn)品的快照。

智能照明 由于其能源效率、可靠性和更長的使用壽命，LED 在智能照明和各種室內(nèi)/室外照明應(yīng)用中找到了許多家庭。對于智能照明解決方案，尺寸、重量和冷卻是巨大的設(shè)計挑戰(zhàn)，因此需要提供更高效率的新驅(qū)動器。

一個例子是 Power Integrations 的 LYTSwitch-6 系列安全隔離 LED 驅(qū)動器 IC，帶有用于智能照明應(yīng)用的新型高功率密度器件。采用 PowiGaN 技術(shù)的新型 LED 驅(qū)動器使設(shè)計能夠使用反激式拓?fù)涮峁└哌_(dá) 110 W 的轉(zhuǎn)換效率和 94% 的轉(zhuǎn)換效率。驅(qū)動器還使用無損電流感應(yīng)，這有助于提高效率。

LYTSwitch-6 IC 的高效率消除了對散熱器的需求，從而減少了鎮(zhèn)流器尺寸、重量和冷卻氣流要求。這使得它們適用于智能住宅和商業(yè)裝置以及低矮的天花板暗燈槽。

750-V PowiGaN 初級開關(guān)提供非常低的 R DS（ON）并降低了開關(guān)損耗。Power Integrations 表示，這一改進(jìn)與現(xiàn)有的 LYTSwitch-6 功能相結(jié)合，與傳統(tǒng)解決方案相比，可將功率轉(zhuǎn)換效率提高多達(dá) 3%，從而將廢熱減少三分之一以上。

現(xiàn)有優(yōu)勢包括快速瞬態(tài)響應(yīng)、為并聯(lián) LED 串提供出色的交叉調(diào)節(jié)，無需額外的調(diào)節(jié)器硬件，以及無閃爍的系統(tǒng)操作。這簡化了脈寬調(diào)制 （PWM） 調(diào)光接口。提供了描述 100W 三路調(diào)光 LED 鎮(zhèn)流器的參考設(shè)計 （DER-801）。

STMicroelectronics 提供了一種消除失真的高壓 LED 驅(qū)動器，據(jù)稱該驅(qū)動器可用于未來的節(jié)能照明，并使固態(tài)燈具符合日益嚴(yán)格的照明法規(guī)。HVLED007 AC/DC LED 驅(qū)動器具有消除 失真的輸入電流整形 （ICS） 電路，可確保在整個負(fù)載和輸入電壓范圍內(nèi)具有非常低的總諧波失真 （THD） 的正弦輸入波形。滿載時 THD 低于 5%。

HVLED007 具有接近 1 的功率因數(shù)能力和超過 90% 的最大能效，使單個控制 IC 能夠處理高達(dá) 80 W 的多個中功率和高功率 LED 照明應(yīng)用。

這款電流模式 PFC 控制器經(jīng)過優(yōu)化，可與隔離式高功率因數(shù)準(zhǔn)諧振反激式轉(zhuǎn)換器配合使用，可用于智能工業(yè)、智能城市和智能家居照明應(yīng)用。電氣參數(shù)規(guī)定低至 –40°C，可用于室外照明，包括街道照明以及室內(nèi)應(yīng)用。

圖騰柱輸出級可以分別提供和吸收 600 mA 和 800 mA 的電流，除了照明應(yīng)用外，還可以用于符合 EN61000-3-2 的高達(dá) 100 W 的開關(guān)模式電源。

HVLED007 具有內(nèi)置保護(hù)功能，包括短路、過載和過壓保護(hù)。該器件采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 SO8 小外形封裝。

調(diào)光是一般照明應(yīng)用的一個重要特征。Infineon Technologies AG 的 80-V ILD8150 / E DC/DC 降壓 LED 采用混合調(diào)光模式技術(shù)滿足了這一要求，可實(shí)現(xiàn) 0.5% 的目標(biāo)電流。

驅(qū)動器 IC 為接近安全超低電壓 （SELV） 限制的應(yīng)用提供高安全電壓裕度，電源電壓范圍為 8 VDC 至 80 VDC。 該驅(qū)動器針對具有高調(diào)光要求的通用和專業(yè)LED 照明應(yīng)用。

ILD8150/E 提供無閃爍的深度調(diào)光性能，同時防止可聞噪聲。250 Hz 和 20 kHz 之間的 PWM 輸入信號將模擬調(diào)光輸出模式下的 LED 電流從 100% 控制到 12.5%，在混合調(diào)光模式下控制從 12.5% 到 0.5%，無閃爍調(diào)制頻率為 3.4 kHz。

具有高分辨率的數(shù)字 PWM 調(diào)光檢測和低功耗關(guān)斷使 ILD8150/E 與微控制器相匹配。該器件還具有調(diào)光關(guān)閉功能和下拉晶體管，以避免 LED 在調(diào)光關(guān)閉模式下發(fā)光。

ILD8150/E 使用高端集成開關(guān)驅(qū)動高達(dá) 1.5 A 的電流。ILD8150 驅(qū)動器具有 290 mΩ 的低 R DS（on） ，可實(shí)現(xiàn)效率超過 95% 的高功率設(shè)計。它包含一個軟啟動功能以保護(hù)初級免受突然的電流請求和一個可調(diào)節(jié)最大輸出電流的分流電阻器。

在所有負(fù)載和輸入電壓條件下，該器件提供從一個器件到另一個器件的典型 3% 的精確輸出電流精度。這使得該器件非常適合電流必須相同的可調(diào)白色和平板設(shè)計。其他功能包括用于自舉電壓的欠壓鎖定 （UVLO） 和過熱保護(hù)。

汽車 LED 驅(qū)動器 汽車設(shè)計師也一直在使用 LED 作為外部照明應(yīng)用中傳統(tǒng)鹵素和高強(qiáng)度放電 （HID/Xenon） 照明的替代品。許多最新的 LED 驅(qū)動器正在通過各種電壓和功率拓?fù)錆M足汽車照明市場的需求。

安森美半導(dǎo)體等行業(yè)參與者表示，隨著汽車行業(yè)向全 LED 照明過渡，設(shè)計師正面臨新的挑戰(zhàn)。其中包括提高效率、簡化設(shè)計和降低成本，同時滿足電磁干擾 （EMI） 要求。

安森美半導(dǎo)體推出了新的 LED 驅(qū)動器和控制器系列，以在低功率固態(tài)照明中實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的功能。該系列由兩個 LED 驅(qū)動器（NCV7683 和 NCV7685）和兩個電流控制器（NCV7691 和 NCV7692）組成，這些控制器旨在簡化高級車輛照明的設(shè)計。

為了提高道路安全性，汽車制造商正在從簡單的“開/關(guān)”操作轉(zhuǎn)向復(fù)雜的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在后組合燈 （RCL）、轉(zhuǎn)向信號燈、霧燈和其他外部調(diào)制的 LED 燈組中結(jié)合了運(yùn)動和可變強(qiáng)度，以提供高度安森美半導(dǎo)體表示，對其他道路使用者的可見警告。

NCV7685 和 NCV7683 分別集成了 12 個和 8 個線性可編程電流源，能夠以每通道高達(dá) 100 mA 的電流驅(qū)動多個 LED 串。提供多種可配置選項，包括菊花鏈、照明水平控制、電流調(diào)節(jié)、排序功能和通道組合。

NCV7685 包含一個 8 位 I 2 C 接口和 CRC8 錯誤檢測，用于通過 PWM 進(jìn)行單獨(dú)的輸出電流調(diào)整，以及用于高級診斷（包括檢測 LED 燈串開路或欠壓情況），還提供專用診斷引腳。NCV7685 可以由 DC/DC 控制器 和/或 LDO 穩(wěn)壓器供電，具體取決于設(shè)計要求。

NCV7691 為驅(qū)動一個或多個燈串中的 LED 提供穩(wěn)定的寬電流范圍，只需一個外部 NPN 雙極晶體管和一個反饋電阻器。該驅(qū)動器允許將單通道添加到多通道系統(tǒng)，并通過其 PWM 輸入支持調(diào)光功能。為了安全操作，NCV7691 包括開串、短路和熱關(guān)斷功能。衍生產(chǎn)品 NCV7692 提供更快的響應(yīng)時間和更低的開路負(fù)載檢測閾值。

Diodes Inc. 推出其 AL8843Q 和 AL8862Q 符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的DC/DC 降壓轉(zhuǎn)換器，專為驅(qū)動內(nèi)部和外部 LED 燈的單個 LED 和多個 LED 串而設(shè)計。應(yīng)用包括日間行車燈 （DRL）、霧燈、轉(zhuǎn)向燈和剎車/停車燈。

電源電壓為 4.5 V 至 40 V 的 AL8843Q 和電源電壓為 5 V 至 55 V 的 AL8862Q 降壓轉(zhuǎn)換器可以承受劇烈的電壓變化，例如在低啟動或停止啟動操作期間的負(fù)載突降，據(jù)該公司稱，LED 驅(qū)動電流不會出現(xiàn)任何退化。

這些汽車降壓 LED 驅(qū)動器支持滿量程（0% 至 100%）PWM 調(diào)光，由 0.4 V 至 2.5 V 之間的模擬輸入或由外部微控制器或主機(jī)處理器生成的 PWM 信號控制。這兩款器件均具有集成功率 MOSFET：AL8843Q 為 40 V/0.2 Ω，AL8862Q 為 55 V/0.4 Ω。它們還具有遲滯模式降壓 LED 驅(qū)動器控制功能，可簡化反饋環(huán)路，使工程師僅使用四個外部組件即可實(shí)現(xiàn)高度穩(wěn)定的降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計。

安全功能包括過熱保護(hù)以及 LED 短路和開路保護(hù)。AL8862Q 還包含一個漏極開路故障指示引腳。

SO-8EP 封裝中的 AL8843Q 和 AL8862Q 符合 AEC-Q100 1 級標(biāo)準(zhǔn)，支持 PPAP 文件，并在 IATF16949 認(rèn)證的設(shè)施中制造。

Maxim Integrated Products， Inc. 的高亮度 LED （HBLED） LED 驅(qū)動器MAX25610A 和 MAX25610B LED 驅(qū)動器還針對汽車照明更簡單設(shè)計的需求，可 提供 90% 的效率并通過 CISPR 25 EMI 規(guī)范。

同步降壓、降壓-升壓 LED 驅(qū)動器/DC-DC 轉(zhuǎn)換器提供了一個完整的解決方案，該解決方案具有高 EMI 性能，而不會影響效率和尺寸。這些 IC 直接從汽車電池驅(qū)動多達(dá) 8 個 HBLED。節(jié)省物料清單 （BOM） 成本和空間，它們集成了許多外部組件。這些特性使其適用于汽車照明系統(tǒng)以及工業(yè)和商業(yè)照明應(yīng)用。

MAX25610A/B LED 驅(qū)動器在單個封裝中集成了 MOSFETS 地址尺寸、效率和 EMI 性能。它們還支持降壓、降壓-升壓和升壓模式配置，以支持外部和正面照明中的各種 LED 和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。它們還可以在降壓-升壓 LED 驅(qū)動器應(yīng)用中以 5 V 至 36 V 的寬輸入電壓范圍滿足各種電壓要求，效率高達(dá) 90%。

LED 驅(qū)動器采用 5 × 5-mm TQFN 封裝，具有內(nèi)部電流檢測選項和集成的高側(cè)和低側(cè)開關(guān) MOSFET，可減少解決方案空間和成本。它們提供可編程片上 PWM 調(diào)光，無需使用單獨(dú)的微控制器即可實(shí)現(xiàn)精細(xì)的調(diào)光控制。MAX25610B 具有 2.2MHz 開關(guān)頻率選項，可提供更緊湊的解決方案。

Rohm 還發(fā)布了一系列 LED 驅(qū)動器，可減少板面積以及汽車 LED 燈（包括 LED 尾燈（轉(zhuǎn)向/停止）、霧燈和轉(zhuǎn)向信號燈）的設(shè)計負(fù)載，特別適合兩輪尾燈應(yīng)用。

具有內(nèi)置 MOSFET 的四通道線性 LED 驅(qū)動器 IC 通過兩種新技術(shù)解決了對更簡單電路配置和散熱問題的需求。BD183x7EFV-M （ BD18337EFV-M / BD18347EFV-M ） 系列結(jié)合了專有的散熱電路和單獨(dú)的 LED 控制功能，專門為顯著減少 LED 燈的電路板面積和應(yīng)用設(shè)計負(fù)載而開發(fā)。

散熱電路將傳統(tǒng)輸出通道的多個散熱端子整合到一個端子中，從而使 Rohm 能夠在緊湊的 16 引腳封裝中配置四通道、高輸出（150 mA/通道）驅(qū)動器。Rohm 表示，為了減少設(shè)計負(fù)載，散熱電路（通過將多個端子電路整合為一個）允許通常在單個步驟中完成每個通道所需的熱設(shè)計

單獨(dú)的 LED 控制功能可以用一個驅(qū)動器同時驅(qū)動兩個不同規(guī)格的車輛 LED 燈，而不是傳統(tǒng)上需要兩個驅(qū)動器。內(nèi)置控制功能還允許設(shè)計人員在異常情況下選擇 LED 操作，以關(guān)閉所有燈或僅關(guān)閉故障燈串。Rohm 說，這允許通過單一設(shè)置遵守多區(qū)域法律。

其他關(guān)鍵特性包括支持順序照明的單獨(dú)調(diào)光功能，以實(shí)現(xiàn)更大的設(shè)計靈活性和多種保護(hù)功能，以保護(hù) LED 驅(qū)動器和外圍電路。

對于先進(jìn)的汽車后組合燈和車內(nèi)照明，意法半導(dǎo)體提供 12 通道 LED 驅(qū)動器。ALED1262ZT在所有通道上均 具有獨(dú)立的 7 位 PWM 調(diào)光功能，可靈活控制尾燈、停止燈和指示燈，并具有動態(tài)效果。5.5 V 至 38 V 的輸入電壓范圍允許該驅(qū)動器用于直接連接電池的系統(tǒng)。

每個通道提供 19 V 的恒定輸出電流，用于控制多 LED 串聯(lián)燈串?？稍?6 mA 至 60 mA 范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，以確保具有高最大亮度的寬調(diào)光范圍。

LED 照明驅(qū)動器支持來自主機(jī)微控制器的 I 2 C 命令，并提供兩種預(yù)編程配置，允許獨(dú)立操作以提供額外的靈活性。由于診斷功能，它還提供穩(wěn)定性和可靠性，包括開路 LED 檢測和帶有熱關(guān)斷的過熱警告。

ALED1262ZT 專為低噪聲運(yùn)行而設(shè)計，每個通道具有緩慢的開啟/關(guān)閉時間和擴(kuò)頻時鐘操作，以簡化與其他車載電子設(shè)備的集成。該驅(qū)動器采用 6.4 × 7.8-mm 熱效率 HTSSOP24 裸露焊盤封裝。提供評估板?！　?/p>