關鍵字：LED驅動IC 智能LED照明 智能驅動IC 科學實驗模塊
提升集成度、降低BOM成本
縱觀目前LED照明電源市場的發展，在LED替代燈領域，主流方案是單級非隔離恒流源；中小功率燈具類，主流方案為單級非隔離PFC恒流源，而高端燈具里，在恒流源之后會加入一級去紋波線路，以實現高PF無頻閃的功能；在大功率戶外照明，PFC加反激或諧振變換器的兩級結構是市場的主流。針對這些LED照明驅動電路的演進，特別是在民用市場，驅動IC的競爭焦點集中體現在更高的集成度、更少的外圍器件數量，以及更高的產品性價比等方面。
恩智浦半導體高級產品應用工程師祁豐
對此，恩智浦半導體高級產品應用工程師祁豐表示：“對室內照明來說，提高芯片的集成度，減少外圍元器件，降低BOM成本，易于散熱、排版以及自動化生產的封裝，齊全的保護功能，豐富的調光接口是對驅動IC的總體要求。如何縮減變壓器、電容器等插件元器件的使用，有利于實現自動化生產，將會是驅動IC研發的重點。”據介紹，恩智浦目前一方面針對替代燈應用，推出了低成本解決方案，同時在高端商用照明和外置電源方面，推出了基于數字控制的調光平臺，以及首款線性調光驅動方案。在中|功率燈具應用中，恩智浦則推出了基于數字控制的芯片方案，在較寬的輸入輸出電壓下提供高輸出電流精度，高功率因數，低THD，低待機功耗，帶模擬和數字調光接口，并支持隔離/非隔離的多種拓撲。
“從表面上看，產品價格已成為目前市場競爭的主要焦點，但實際上依然是技術創新上的競爭。”矽力杰半導體技術(杭州)有限公司現場應用總監黃得會說：“LED照明的發展將從‘替代’轉向‘創新’，矽力杰目前LED照明驅動IC產品線的開發方向是針對客戶設計的簡潔化要求，在保持外圍電路簡單、體積小、效率高的同時，通過自有制造工藝的優勢，提高產品集成度，從系統上降低BOM成本，讓產品的整體性價比更優，并根據LED照明應用的需求變化，提供更完善的系統解決方案，來適應不同的終端市場。”
Marvell公司LED事業部總經理兼技術總監張萬峰
就LED電源設計的三大關鍵因素——成本、空間和效率，Marvell公司LED事業部總經理兼技術總監張萬峰提到，驅動IC 及外圍器件的成本降低主要取決于來自終端市場的壓力和技術創新帶來的可能性，芯片的高度集成將帶來更小的電源體積，且在提高產品性能的同時，減少外圍器件，縮減物料成本和節省體積。另據悉，2015年下半年Marvell將計劃推出采用簡約化拓撲結構的第三代產品，進一步減小尺寸并使BOM成本降低20~30%，并支持ZigBee、藍牙、Wi-Fi等無線照明方案，同時提升驅動效率。
杭州士蘭微電子股份有限公司電源及功率驅動產品線高級產品經理王棟
在對高PF值無頻閃方案的優化方面，杭州士蘭微電子股份有限公司電源及功率驅動產品線高級產品經理王棟表示，現在用戶即要求驅動方案要有高PFC，又不能有單級PFC固有的頻閃現象，且對成本也有限制，因此無頻閃方案應按照成本和性能要求的不同，采用不同的方法去解決。今年士蘭微電子會推出低THD(10%以下)方案，且外圍不增加成本；可適用于隔離和非隔離應用的無頻閃方案；以及兼容DLT數字調光的智能照明方案等。
數字控制促進智能平臺搭建
在傳統光源的LED替換型驅動方案已基本定型，市場競爭更多受制于生產能力及IC工藝制造成本的前提下，替換型LED驅動方案利潤偏低，迅速找到新的業務增長點是不同驅動IC廠商所共同面臨的課題。這引發了LED市場的另一波建設熱潮，即智能照明成為了時下眾多驅動IC、電源、燈具、互聯網、智能家居等企業紛紛看好的最具有市場活力及開發價值的方向，這一發展將借助各種基于AC電源線的有線調光模式(如切換開關調光和Ledotron/IEC 62756-1數字調光標準)，以及藍牙、ZigBee、Wi-Fi等無線照明控制技術，加快對LED照明市場的改裝升級。
Dialog半導體有限公司固態照明產品營銷總監Hubie Notohamiprodjo
Dialog半導體有限公司固態照明產品營銷總監Hubie Notohamiprodjo指出，市場對LED驅動器IC的最新需求是與智能控制器之間的無縫對接，各種控制方案競相出現，例如：基于DALI數字標準(IEC標準60929)的有線控制方案，讓用戶互換不同廠商生產的可調光型電子鎮流器；以及新的Ledotron /DLT (IEC 62756-1)數字調光標準。
“我們看到，市場對I2C、SPI、PWM等數字接口需求的上升，”Notohamiprodjo進一步介紹說，“這些接口可方便地與所有支持智能照明協議的無線收發器進行通信，其中包括藍牙、ZigBee、Z-Wave、Wi-Fi等現有無線標準和專有無線協議的無線照明控制技術。”Dialog專為各類智能照明應用而設計的smarteXite iW6401 LED驅動器采用基于電源線的調光控制技術，支持Ledotron /DLT (IEC 62756-1)數字調光標準，同時內置I2C總線，能夠無縫整合到藍牙智能、ZigBee、Z-Wave等多種形式的數字及無線網絡中，且可通過智能手機或平板電腦進行照明控制。
最近，Dialog還推出了兩款數字驅動器平臺，iW3688采用數字控制技術消除了燈泡設計中20個外部組件，包括外部泄放電路所需的10個組件，以最低的BOM成本改善了切相調光性能及數字調光器兼容性。另外，為了解決低壓照明應用中(常見的小型MR16燈泡)的變壓器和調光器兼容性問題，其iW3662 LED驅動器采用正在申請專利的控制技術通過先進的分析功能檢測所安裝的變壓器，動態增加峰值負載，即使在低調光范圍期間，也能維持LED燈泡的高效率，并且采用數字技術以較低的成本實現了良好的調光兼容性(與TRIAC和數字調光器)，調光表現佳且無閃爍，可將光輸出降至5%。
從當前正熱的物聯網建設角度，張萬峰也強調驅動IC邁向數字化和智能化的必要性。“數字化就是把智能控制融入LED當中，使智能照明和智能家居更為緊密地聯系起來，這種結合也會加速LED照明的普及化。另一方面，隨著物聯網的興起，越來越多傳感器和智能家電的互聯，不僅能加強用戶體驗，也會促進LED和智能家居的應用，燈具在家居中所占的比重非常大，可以說整個智能家居場景中，單項應用最大的就是照明，因此智能照明的潛力巨大。”
圍繞創新LED驅動器IC、低功耗ZigBee聯網和低成本Wi-Fi網關，Marvell目前可提供包括燈泡驅動控制、無線網關、云端和APP在內的四位一體智能照明解決方案，并且建立了包括ODM廠商和系統軟件合作伙伴在內的生態系統，可面向終端市場提供“交鑰匙”解決方案，幫助LED照明OEM/ODM廠商快速推出智能照明產品。
“去電源化”還需假以時日
長期以來，“去電源化”LED照明設計都是業內熱議的話題之一。“但實際上，‘去電源化’并非是不要驅動電路的交流LED，而是希望去掉PCB版，”王棟說，“也就是將驅動電路直接貼在燈板上，因此要求驅動方案的效率要更高，外圍元器件要簡單，元器件體積要小，但前期業內一些高壓線性恒流方案由于效率較低和發熱等問題并沒有被廣泛采用。”士蘭微計劃將在2015年推出高效、小體積的“去電源化”方案。
簡而言之，現階段，“去電源化”方案所帶來的生產成本降低的優勢，還不足以彌補由此所帶來的性能/BOM成本/可靠性上的劣勢。祁豐分析道，市面上很多所謂的“去電源化”方案都存在著輸出電流低頻紋波較大而影響LED壽命和光學性能、調光兼容性差、抗浪涌能力較差、需要使用到一些特殊的貼片元器件而增加驅動成本、同等流明輸出情況下需要的LED數量更多而增加系統成本等等缺陷。但由于市場對于低成本和大規模自動化生產的追求始終存在，令到“去電源化”方向將繼續成為LED領域的開發熱點。
張萬峰也表示道：“就目前的技術、材料和器件的物理特性，要完全實現標準的LED照明的‘去電源化’是不現實的。多家不同的半導體公司和照明公司在這方面都作過許多有益的嘗試，這種探索會繼續下去，也體現出了LED照明行業的創新能力。LED照明‘去電源化’的最終實現將取決于驅動技術、器件封裝和散熱技術、新材料的突破。”
LED照明電源涉及到復雜的電路設計和制造工藝，LED照明的“去電源化”是為了更便于LED燈具或光源的設計，通過技術突破、工藝改進，使得驅動電路更小型化、集成化，更便于應用。而對于現階段的開發，黃得會認為，市場對產品最直觀的認可仍然在于安全可靠和性價比高，因此這意味著“去電源化”開發必須要考慮到產品可靠性、穩定性，以及人工成本、研發成本等多個方面。
移動設備訪問
