從市場需求看LED照明電路設計

　　LED照明雖然后勢看好，產(chǎn)業(yè)界也在LED芯片領域投入不少心力，但就電路設計而言，它仍然是驅(qū)動LED光源的重要角色，即便芯片與封裝作得再好，電路設計不佳也是徒勞，概括來看，LED照明的電路設計仍不脫體積、成本幾個基本的重點，但PFC也是重要的參考指標之一。

　　從整體的LED照明系統(tǒng)來觀察，LED芯片與封裝領域占了整體成本相當高的比重，不過，電路設計雖然比重不高，但畢竟是訴求節(jié)能省碳的關系，如何在功耗上能降低其功耗就成了系統(tǒng)業(yè)者必須思考的課題，但另一方面，LED照明也面臨到成本、使用壽命與體積等諸多設計要求，在同時面臨諸多要求的情況下，系統(tǒng)業(yè)者也將壓力轉(zhuǎn)嫁給半導體業(yè)者，也讓半導體業(yè)者在解決方案的提供上也面臨了些挑戰(zhàn)。安森美半導體運算暨消費性產(chǎn)品事業(yè)群技術營銷經(jīng)理林志彥指出，就他本人觀察，照明業(yè)者對于電路設計是相當陌生的，這一類的問題，通常會交由半導體業(yè)者來想辦法解決，而照明業(yè)者能花更多的心力在機構(gòu)、光學、散熱與外型設計上，以達事半功倍之效。 

　　林志彥進一步指出，由于照明業(yè)者對于電路設計相當陌生，但為了配合外型或是機構(gòu)設計等要求，半導體業(yè)者必須站在配合的角度盡可能協(xié)助客戶解決所有的問題，加上又需要快速量產(chǎn)，在開發(fā)電路板的設計上，也盡可能朝向能以“馬上出貨”為目標，盡可能在最短時間進入出貨的流程。

　　應用不同 電路設計概念也略有差異

　　LED照明的應用領域大致上可分為室內(nèi)、室外與車用照明等類型，雖然這三類領域仍可細分相當多的類別，但總歸來看，電路設計并無太大的差異，較具有差異性的，大多是在作業(yè)溫度、系統(tǒng)體積、可靠度與成本等因素。舉例來說，室內(nèi)照明應用，像是家用或是商用領域，就會較為注意成本與系統(tǒng)體積問題，若是室外照明，可能較不需要考慮到成本，但在作業(yè)溫度與可靠度等，就會相對來得重要。至于車用照明，雖然無需AC-DC組件的幫助，但畢竟與人身安全有高度關聯(lián)，在可靠性與壽命等方面也就會格外要求。  

　　室內(nèi)與室外 要求不同 

　　室外照明與室內(nèi)相較，其作業(yè)環(huán)境較為嚴苛，供貨業(yè)者的水平落差較大，而現(xiàn)階段的室外照明也尚無一個較為明確的標準，預期未來室外照明市場要進一步成長，仍然需要一段時間。但撇開外在環(huán)境不談，事實上，室外照明的功率需求較高，其主要的原因在于LED燈較多，進行串聯(lián)后，功率也會隨之增加，若是以并聯(lián)方式進行，也會面臨到導通電壓的問題，因此若要往室外照明發(fā)展，其解決方案必須相對完整，才能滿足設計要求。

　　室內(nèi)與室外照明都會需要AC-DC組件，來進行交直流電的轉(zhuǎn)換，但仍需DC-DC的協(xié)助以點亮LED光源，雖然兩類組件都相當重要，但前者必須承載110V或 220V的高電壓，就進入門坎來說較為不易，后者進入門坎低，競爭則較為激烈。

[$page]　　IR（國際整流器公司）LED部門經(jīng)理Peter Green表示，室內(nèi)和室外的LED照明都會選用脫機電路，且一般取決于的功率大小和應用的安全要求。在低功率應用，不是在不用隔離的情況下使用降壓轉(zhuǎn)換器，就是需要隔離但采用返馳式轉(zhuǎn)換器。外部裝置可能更需要隔離，因為它們必須能夠防潮，以防止電擊的風險。 

　　在更大型的LED照明器具中，如街道照明，其功率一般超過50W，相關的隔離型設計將很可能采用一個包括前端和后端級的二級電源架構(gòu)。前端級將提供功率因子校正，而后端級將提供隔離和調(diào)節(jié)電流，以驅(qū)動LED負載。

　　就電路設計上，室外與室內(nèi)照明并無太大差異，主要的差別是在作業(yè)溫度上，大約需要到攝氏85度到105度左右，但若是日本地區(qū)，可能就要高達125度的水平，可見光以室外的作業(yè)溫度要求，其門坎就相當?shù)母�。室外照明除了作業(yè)溫度特別要求外，在安規(guī)上也幾乎可與工業(yè)等級比擬，不論是在可靠度、產(chǎn)品壽命或是預防雷亟等，這些也都是室外照明所需要考慮到的地方。

　　車用照明要求有別 安全仍是首要考慮 

　　至于在車用照明方面，也會有溫度方面的要求，美國國家半導體（NS）亞太區(qū)資深市場工程師陳廣基表示，車用照明無需使用AC（交流電），是直接采用12V的DC（直流電），電路設計上相對容易，但一般的車用照明溫度要求大致上為攝氏105度左右，加上溫度的變化會影響供電的穩(wěn)定性，再者，應用環(huán)境是屬于車用領域，也要考慮到安全性、可靠度、壽命與穩(wěn)定度等相關要求，因此電路設計的難度并不亞于其他應用領域。 

　　Peter Green也補充說明指出，汽車用LED驅(qū)動器采用低壓DC電源，這些應用在尾燈、內(nèi)燈、前燈和顯示背光燈之間有相當大的分別。對部分的應用來說，低電流LED使用簡單線性調(diào)整已經(jīng)足夠。在其他情況下，如在功率相對較高的前燈應用中，就需要一個切換式電源供應器，并且可以采用幾種可能的電路拓樸，包括升壓、降壓-升壓或SEPIC。這樣的LED驅(qū)動器需要能夠承受汽車中可能出現(xiàn)的高浪涌電壓。

　　PFC要求各異但方向趨于一致 

　　值得一提的是，由于PFC（功率因子校正）也成為LED照明所在意參考數(shù)值之一，PFC值愈高，會讓電路設計愈加復雜，也在無形中增加成本，但此一作法，也會犧牲系統(tǒng)面積，這對于家用或是商業(yè)照明的照明系統(tǒng)有著相當高的設計難度，尤其是在日本，PFC數(shù)值的要求也一直在提高，這也讓半導體業(yè)者大傷腦筋。 

　　恩智浦半導體（NXP）大中華區(qū)照明產(chǎn)品營銷資深經(jīng)理陳嶸認為，不同國家所制定的政策法規(guī)各有差異，像是日本的政策運行時間較早，不論是T5、T8都已開始陸