LED智能照明对驱动IC的新要求

在国际照明大厂竞相投入下，智慧照明市场正快速升温。为与传统照明系统灯具架构相容，智能照明的LED驱动器与封装技术变革早已启动。由于智能照明系统电路板设计空间极为有限，因此LED驱动器与封装企业加速研发整合驱动电路和LED光源光电一体化方案，以及DOB(Driver on Board)和COB(Chip on Board)等新式封装技术。

DOB技术卖点与固有缺陷

“DOB是指驱动芯片直接安装到散热基板上的解决方案”，英飞凌台湾科技有限公司高级经理Mr Edward Chang向记者谈道。

他指出，目前有许多LED封装企业都在研究这一技术方案，但基本上只有两种方法可以做到这一点：即LED驱动器的开关处于超高开关频率状态，或者是没有任何开关的状态。后一种方案相对比较成熟，可以把它作为AC驱动的LED线性驱动器。”

同时，他表示，这种集成电路IC的主要卖点是无需电解电容器，但无可避免地会有一些缺陷,比如：

- 低频率的100Hz/120Hz闪烁。所有LED在AC线路电压的零交点时都会关闭，这将导致非常糟糕的“光品质”。有研究表明，它可能会引起人的头痛或眼睛疲劳。

- 输入功率变化大。由于“线性”控制，通过LED的电流将会根据AC线路电压的变化而变化。更高的AC线路电压将导致更高的LED电流，这样LED驱动器将要承受更多的热能，这代表亮度也将发生变化。

- 过度驱动LED。为了实现与直流驱动的LED驱动器有相同的光输出，这需要更多的LED(成本较高)，或过度驱动LED(低光效和低可靠性)。

Mr Edward Chang指出，目前，市场上有许多IC制造商都可以提供类似的解决方案。尽管有些企业在尝试解决上面所提到的问题，但还是会有一些副作用产生。他表示，今天在市场上的趋势是从B2C转向B2B和商业照明，并且通常对”光品质”有一定的要求。

数字调光成新的技术战场

智能照明不仅牵动LED驱动器架构转变，也将促进新的电路布局及调光(Dimming)技术陆续出现，从而实现更便利、更低成本的数位化控制方案。有业内人士预计，未来1—2年将是LED照明迈向数位调光的关键期，相关的LED驱动芯片及系统解决方案有望大量出炉，成为供应链业者新的技术战场。

据了解，数字化照明控制器产品系列将解决LED照明面临的多个常见问题，譬如与光品质相关的100Hz/120Hz低频闪烁、调光器兼容性，不同线电压和负载条件下的电流精度，以及LED的不同分档等。

灵活选择不同的控制方案、参数和协议可进一步提高能效。这可以让人造光与从黎明到夜晚、从春天到冬天的环境变化保持协调。这样人们就可以利用智能手机和平板电脑等移动终端，随意控制LED的亮度与色温，通过改变光色营造不同的氛围。此外，明亮的灯光还能在黑夜为人们带来安全感。英飞凌的数字照明控制器的设计目标是，通过接驳外置微控制器的接口，支持智能照明控制方案，例如环境光感测、随日光的增强自动调暗、色温调节等。

据Mr Edward Chang介绍，在最近的法兰克福展中，英飞凌已经成功地展示了下一代数字电源产品和高功率LED系统。英飞凌的下一代AC / DC数字电源产品为LED提供了出色的电流精度，满足了在很宽的输入和输出电压范围内进行1-10V调光并且无次级反馈的要求。

英飞凌的DC/DC LED驱动器ILD6070/6150提供了独特的热管理功能，允许客户通过一个电阻自由地设定过温保护跳闸点。在光管理中，英飞凌推出了基于ARM的Coretex-M0 XMC1000系列，包括专用BCCU，亮度和颜色控制单元，以提供顾客基于PDM(脉冲密度调制)专利的 “无闪烁的”调光控制和“颜色线性渐变”的绚丽的色彩混合，而 24GHz雷达传感器则为客户提供大面积和远距离覆盖范围的应用，如高棚或室外路灯。

Mr Edward Chang还提到：“智能照明是物联网浪潮和云计算的一部分，网络安全应该成为最重要的议题之一，英飞凌的OPTIGA安全微控制器是保证网络安全的专家。

LED驱动器正走向成本驱动领域

随着LED光源功率不断攀升，终端产品价格持续下降，LED驱动IC占整体照明灯具成本的比重愈来愈突显，芯片商也竞相加码开发更高整合度的线性驱动方案，以满足系统厂商缩减物料清单(BOM)成本需求。

“一方面，LED驱动器正在朝着一个更智能的方向发展;另一方面，LED驱动器正在走向成本驱动的应用领域，比如换装市场。”Mr Edward Chang向记者谈到。

Mr Edward Chang表示，成本可能来自不同的方面。例如，LED产品越来越关注在浪涌电压的保护能力。客户可以决定他们是否愿意把钱花在浪涌保护装置或同时拥有电涌保护装置又有更多附加值的电源产品上，或者花在提高可靠性方面。此外，英飞凌的下一代数字电源产品将帮助客户不仅能够降低他们的BOM成本，而且要节省他们的开发成本和库存管理成本。

谈及英飞凌未来的产品研发方向，Mr Edward Chang向记者透露，节能照明是LED驱动器IC和智能LED照明的新蓝海，为了实现节能照明的目标，需要做很多的工作，而LED驱动器是其中的一部分。在未来5年英飞凌的产品路线图是包含LED驱动器IC的下一代功率半导体技术。英飞凌将不仅从LED驱动器IC的设计和概念上进行创新，还将会从产品线上创新，英飞凌期待有更完整的技术和产品覆盖到整个灯具市场应用中。