LED是否为通用照明做好了准备

　　LED抗热性的重要已成为业界共识，这个问题对于LED通用照明同样存在。对此，周学军曾生动地比喻道：“LED就像是一个雪人，冷的时候很漂亮，但是一热了就会融化，变得很难看。”

　　“LED系统设计中的热管理很重要，因为相当部分的电能转换成了热能。”安森美半导体电源及便携产品全球销售及营销高级总监郑兆雄表示，“要解决好散热问题，需要提升驱动电源的转换能效和应用更高光效的LED,采用提供强固热故障保护性能的LED驱动芯片和散热性能更好的驱动芯片封装，以及散热性能更好的LED基板等。此外，为了提高系统可靠性，还需结合其它手段，如采用额定工作温度更高的更好外部元器件，以及采用环境光传感器以减少电能消耗和发热量等。”

　　美国国家半导体（NS）亚太区市场经理黎志远认为：受实际操作环境影响，LED的内部温度确实可能会飙升至极高水平。一旦LED的温度升越阈值，进入非安全区，那么LED的寿命及照明效果便会受到影响。而采用热能回折电路则可以监控系统热能，以免温度失控。

　　NS的LM3424芯片正是一款这样的产品，可为照明系统的LED设置温度及斜坡断点，确保LED停留在安全区内操作。如果出现过热情况，LM3424的热能回折电路便会减少流入LED的稳压电流。减少的镇压电流会使LED的亮度也随之下降，但仍然保持在工程师预设范围内，直至操作温度恢复到安全的操作范围内。此外，NS还推出了一款大功率LED驱动器LM3464,采用该芯片的过热保护系统解决方案可以监控LED散热器/铜箔层的温度：若LED温度突然大幅飙升，过热保护功能会调低输出电流，避免LED在不正常情况下过热受损，同时LED可保持一定的亮度。

　　上海龙茂微电子有限公司总经理茅于海指出，彻底解决‘热’问题还有待LED发光效率的提高。深圳瑞丰光电子有限公司常务副总林常对此表示认同，他表示：“要解决热管理的问题，首先从芯片方面就要提高光效，光效提高自然热就小了。到了封装，要考虑如何把热量导出，同时还需要解决封装材料的耐热问题，材料不黄变，光衰减就没有。而在应用端要做的，就是如何把热导入到大自然环境中去，这里不烫就成了关键。三方面的设计人员都要做好自己应该做的事，这才是根本。针对不同的产品，解决方案一定不同。”据悉，目前瑞丰光电在封装环节，已经能够做到5000H零衰减。

　　LED驱动解决方案

　　对于LED照明应用来说，驱动电源部分的作用至关重要，因为如果驱动电源部分无法给予支撑，那么再高的LED光效也是浪费。可以这么说：高效的驱动电源是提高照明系统效率的有力保证。对此，茅于海特别指出：“LED设计中最大的问题是如何保证驱动电源的可靠性来匹配LED的长寿命。这方面必须深入理解可靠性的设计原理和具体方法，并懂得如何测试产品的可靠性。”

　　LED驱动电源的可靠性很大程度上与“热”相关，如果散热效果不佳，电路中电解电容的寿命将大大降低，从而严重影响LED产品的寿命。相关内容我们已经在上文进行了讨论，下面我们将主要介绍其他可能存在的问题以及几款最新的解决方案。

　　目前，由于LED灯具类标准的滞后，市场上LED驱动电源主要采取客户定制的运作模式，因此LED灯具普遍存在电压、电流、功率等级不规范，以及空间有限、散热条件差、电源能耗影响灯具环境温度等问题。飞兆半导体深圳分公司技术市场部经理钱家法表示，不同功率等级的LED应用可能遭遇不同的问题。例如，小功率应用可能由于空间太小导致驱动板无法安置，而安规距离不够、恒流精度不够、温度太高等也是可能出现的问题；中功率应用通常采用PFC+PWM两级架构，从而导致整体成本过高；而大功率对PFC和恒流的精度要求都很高，直接带来的问题是电路复杂、零件多，PFC和主电流时序需要控制，而且效率低下。针对各种不同的应用场合，飞兆半导体推出了多种LED驱动器解决方案，包括用于室内照明的低功率反激式（PSR & SSR）方案、用于室外照明的大功率AHB和LLC方案，以及用于电视机背光照明的多通道驱动解决方案等等。

　　黎志远指出，工程师在设计LED驱动电路的过程中最可能遇到的两个问题是：如何通过电磁干扰检定，以及电路之间的互扰可能造成工作不正常。NS的LM3402/4HV芯片针对DC-DC转换器市场，不仅电源转换效率更高，而且具有较强的抗电磁干扰能力。面向通用照明，NS推出的LM3445芯片可以利用三端双向可控硅（TRIAC）调光器调控LED灯泡亮度。黎志远表示：“只要采用LM3445解决方案，目前市场上普遍采用的传统灯泡如A灯泡、PAR灯泡、天花射灯等都可改用LED灯泡。”

　　该产品与安森美的NCL3000功能类似。NCL3000是一款单段式功率因数校正TRIAC可调光LED驱动器，用于8W-25W功率的住宅及商业AC-DC供电LED照明应用，使用临界导电模式（CrM）反激架构，以单段式拓扑结构提供大于0.95的高功率因数，因而省却DC-DC转换段。恒定导通时间CrM工作特别适合于隔离型反激LED应用，因为控制原理简单，即使在低功率电平时，也能够提供极高能效，这在LED照明领域很重要，目的是符合“能源之星”固态照明规范等各种规范要求及整体系统光效要求。

　　安森美另一款新的低电流LED驱动方案--NSI45系列双端和三端线性恒流稳流器（CCR），使用了正在申请专利的自偏置晶体管（SBT）技术。这种方案比线性稳压器更简单，且成本更低，但性能相比电阻方案又大幅提升，填补了市场空隙。NSI45系列能够在宽电压范围下保持亮度恒定，输入电压较高时保护LED免受过驱动影响，输入电压较低时仍使LED较亮，帮助减少或消除LED编码库存，以及帮助降低系统总成本等，非常适合低电流LED电流应用。