早在2003年,Lumileds Lighting公司的Roland Haitz就提出,LED大约每经过18到24个月可提升一倍的亮度,这就是著名的Haitz定律(图1),也被称为LED行业的摩尔定律。根据这个定律,具有突破性质的亮度达100lm/W的LED约在2008~2010年间出现。
*直流驱动:单色LED驱动,但效率最高;
*脉宽调制(PWM):多色彩LED驱动;
PWM的原理就是在输入电压、内部参数及外接负载变化的情况下,控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈,调节集成电路内部开关器件的导通脉冲宽度,使得输出电压或电流等被控制信号保持稳定。PWM的开关频率一般为恒定值,所以比较容易滤波。目前很多产品都应用这种方案。
*脉冲幅度调制(PAM):多色彩LED驱动;
*脉冲频率调制(PFM):单色LED驱动;
PFM是通过调节脉冲频率(即开关管的工作频率)的方法实现稳压输出的技术。它的脉冲宽度固定而内部震荡频率是变化的,所以滤波较PWM困难。但是PFM受限于输出功率,只能提供较小的电流。因而在输出功率要求低,静态功耗较低场合可采用PFM方式控制。
*上述各种方法的组合;
他认为,LED及其驱动器所面临的挑战包括标准化的需求、热管理、提高光线的质量和降低成本等四大方面,核心问题是如何提高发光的效率,将来新智能型LED驱动器必须具备下列特性:
*高效率;
*AC/DC转换级和LED驱动器级的效率要大于85%;
*应具备闭环反馈的控制功能;
*能够监测和报告所有的系统参数;
*能够精密地控制电流(<5%的波纹);
*自动监测和补偿Vf下降;
*智能电压控制;
*光学反馈控制;
*智能电源系统单元(PSU)温度管理;
*对LED安装夹具的热管理;
Geoff Archenhold指出,在LED与封装夹具的光效一样的前提下,整个LED系统的效率主要取决于哪一个LED驱动器的效率更高,差距可能达到5%。
此外,Darnell Group公司的高级分析师Linnea Brush指出,对LED驱动器的需求数量应该按照功率来划分,因为每一种应用都可能采用大量的LED。如图3所示是对Darnell Group公司全球LED驱动器出货量的预测,其中可见<6W的LED驱动器市场增长最快这一趋势。
图3 全球LED驱动器出货量的预测
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