LED背光與照明中面臨的挑戰(zhàn)與主要解決方案

　　由于在背光和照明等相關(guān)應(yīng)用中的迅猛發(fā)展，以節(jié)能、環(huán)保和長(zhǎng)壽命為賣(mài)點(diǎn)的led技術(shù)正在重新回到熱點(diǎn)技術(shù)的行列中來(lái)。盡管業(yè)界還需要克服一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)來(lái)完善現(xiàn)有的技術(shù)，不過(guò)主要的半導(dǎo)體廠商都已紛紛推出了各具特色的解決方案。

　　面臨眾多挑戰(zhàn)

　　對(duì)于許多剛剛接觸LED技術(shù)的工程師來(lái)說(shuō)，如何減少其在系統(tǒng)中的占用空間以及盡可能的提高亮度是他們選擇LED方案供應(yīng)商時(shí)首先碰到的問(wèn)題。不過(guò)由于LED技術(shù)還處于起步階段，供應(yīng)商們還需要克服眾多挑戰(zhàn)。

　　Cypress的EZ-Color產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Shone Tran認(rèn)為，對(duì)于所有的大功率LED設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，器件分選(Binning)、溫度、色準(zhǔn)以及信號(hào)通訊可能是半導(dǎo)體方案供應(yīng)商們正在面臨的四項(xiàng)主要難題。不過(guò)具體到不同的細(xì)分市場(chǎng)還是有一些細(xì)微的區(qū)別。比如色準(zhǔn)、溫度和信號(hào)通訊是LED背光中最需要迫切解決的問(wèn)題，而在汽車(chē)照明中，溫度和色準(zhǔn)控制技術(shù)的重要性要更高一些，至于通用照明，無(wú)論是方面都還需要進(jìn)一步的完善。

　　Tran關(guān)于細(xì)分市場(chǎng)要求不同的看法與安森美半導(dǎo)體亞太區(qū)電源管理部市場(chǎng)推廣經(jīng)理蔣家亮的意見(jiàn)不謀而合。不同的是，后者認(rèn)為成本問(wèn)題才是LED背光和通用照明中最重要的因素。至于汽車(chē)照明，他指出：“已有的方案還必須在可靠性上(比如能否經(jīng)受?chē)?yán)酷的環(huán)境溫度)不斷加強(qiáng)�！�

　　蔣家亮表示，LED技術(shù)要想在通用照明領(lǐng)域取得更多進(jìn)展，就必須考慮如何更方便地替換現(xiàn)有的鹵素?zé)艉途酃庹彰鳠舻葌鹘y(tǒng)光源�！氨热鐚�LED和轉(zhuǎn)換電路組裝到小型的燈具當(dāng)中�！倍鴼W司朗光電半導(dǎo)體的LED市場(chǎng)總監(jiān)Timon Rupp也持有同樣的看法。歐司朗光電半導(dǎo)體目前主要關(guān)注的還是汽車(chē)和通用照明市場(chǎng)。其與照明大廠歐司朗的親密關(guān)系令其對(duì)終端需求的體會(huì)比其他供應(yīng)商更深�！癓ED技術(shù)正努力在通用照明領(lǐng)域同傳統(tǒng)光源展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)�！盧upp表示，“半導(dǎo)體供應(yīng)商遇到的最主要的挑戰(zhàn)是如何在系統(tǒng)集成方面取得突破，比如提供更容易令消費(fèi)者從傳統(tǒng)光源轉(zhuǎn)向這種新興技術(shù)的所謂‘交鑰匙’或者‘即插即用’的解決方案�！�

　　與其他受訪(fǎng)者相比，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體亞太區(qū)電源管理產(chǎn)品市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理吳志民的意見(jiàn)要具體一些�！霸隍�(qū)動(dòng)多個(gè)LED燈串的背光方案中，燈串間的電流匹配是主要挑戰(zhàn)。而無(wú)論LCD電視還是汽車(chē)應(yīng)用，都對(duì)對(duì)比度提出了較高的要求�！眳侵久裾f(shuō)。另外，他還指出，由于LED在通用照明領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，供應(yīng)商還必須有能力提供擁有全范圍輸入電壓的各種驅(qū)動(dòng)器。

　　“白光LED驅(qū)動(dòng)器必須能夠?yàn)樘囟ǖ腖ED配置提供足夠的電流和電壓，并采用可滿(mǎn)足輸入電壓范圍以及所需的輸出電壓和電流要求的轉(zhuǎn)換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)�！盠inear電源產(chǎn)品組產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Tony Armstrong表示。他指出，一款絕佳的LED驅(qū)動(dòng)器必須擁有下列特點(diǎn)中的部分或者全部?jī)?nèi)容：寬輸出電壓范圍；高效轉(zhuǎn)換；嚴(yán)格調(diào)節(jié)的LED電流匹配；低噪聲、恒定頻率操作；獨(dú)立的電流和調(diào)光控制；外形緊湊、占板面積小、外部元件極少。

　　主要解決方案

　　EZ-Color是Cypress于去年夏天專(zhuān)門(mén)針對(duì)高亮度(HB)LED智能照明系統(tǒng)推出的一款基于閃存的可編程LED驅(qū)動(dòng)器。它最多可控制16個(gè)HB-LED(CY8CLED16)，這比同類(lèi)型的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品要多出4~5個(gè)。為了盡可能加快設(shè)計(jì)人員的開(kāi)發(fā)進(jìn)度，該公司還同時(shí)提供了兩款名為PSoC Express和PSoC Designer的設(shè)計(jì)工具。分別面向此前沒(méi)有任何嵌入式設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的入門(mén)級(jí)用戶(hù)以及嵌入式設(shè)計(jì)專(zhuān)家使用。同時(shí)提供的評(píng)估套件(CY3261A-RGB)還提供一個(gè)交互式圖形界面，可透過(guò)CIE圖表，或者是直接控制單個(gè)HB-LED進(jìn)行快速顏色混合。EZ-Color還有分別可控制4個(gè)和8個(gè)LED的CY8CLED04與CY8CLED08可供選擇。據(jù)悉，基于EZ-Color HB-LED驅(qū)動(dòng)器，該公司還在開(kāi)發(fā)一款光反饋解決方案，其中將采用顏色傳感器來(lái)進(jìn)行閉環(huán)的顏色準(zhǔn)確度補(bǔ)償。

　　針對(duì)高端手機(jī)閃光燈應(yīng)用，歐司朗光電半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)了CERAMOS和OSLUX產(chǎn)品線(xiàn)。該公司同時(shí)還提供面向汽車(chē)前燈(OSTAR Headlamp)和通用照明的產(chǎn)品(OSTAR Lighting)。特別要介紹的是這款通過(guò)了汽車(chē)安規(guī)驗(yàn)證并已開(kāi)始提供樣片的OSTAR Headlamp。它并沒(méi)有采用透鏡，但通過(guò)一個(gè)改進(jìn)的轉(zhuǎn)換器以及Thinfilm技術(shù)上的提升，其在工作電流為700mA的情況下獲得了620lm和12W的峰值亮度和功耗，高達(dá)500lm的亮度典型值也是上代產(chǎn)品的兩倍，這比目前已有的任何一款LED亮度都高。緊湊的封裝形式令其能夠同小型光學(xué)器件連接在一起，從而節(jié)省空間并賦予設(shè)計(jì)師更多自有發(fā)揮的空間。該公司將于2008年底開(kāi)始量產(chǎn)這款產(chǎn)品。

　　美國(guó)國(guó)半不久前剛剛發(fā)布了一款型號(hào)為L(zhǎng)M3433的DC/DC同步降壓恒流穩(wěn)壓器，它能夠?yàn)橥队皟x和背投電視的大功率HB-LED提供穩(wěn)定的負(fù)電流。由于允許多個(gè)LED陽(yáng)極直接連接到接地點(diǎn)，這使得電路散熱能力大大提高。此外，超過(guò)40kHz的PWM調(diào)光控制頻率還促成了數(shù)字色溫控制、干擾清除、場(chǎng)序照明以及亮