關(guān)鍵字：LED驅動(dòng)IC 智能LED照明 智能驅動(dòng)IC 科學(xué)實(shí)驗模塊
提升集成度、降低BOM成本
縱觀(guān)目前LED照明電源市場(chǎng)的發(fā)展，在LED替代燈領(lǐng)域，主流方案是單級非隔離恒流源；中小功率燈具類(lèi)，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(huì )加入一級去紋波線(xiàn)路，以實(shí)現高PF無(wú)頻閃的功能；在大功率戶(hù)外照明，PFC加反激或諧振變換器的兩級結構是市場(chǎng)的主流。針對這些LED照明驅動(dòng)電路的演進(jìn)，特別是在民用市場(chǎng)，驅動(dòng)IC的競爭焦點(diǎn)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(chǎn)品性?xún)r(jià)比等方面。
恩智浦半導體高級產(chǎn)品應用工程師祁豐
對此，恩智浦半導體高級產(chǎn)品應用工程師祁豐表示：“對室內照明來(lái)說(shuō)，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(dòng)化生產(chǎn)的封裝，齊全的保護功能，豐富的調光接口是對驅動(dòng)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(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)，將會(huì )是驅動(dòng)IC研發(fā)的重點(diǎn)。”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(shí)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(xiàn)性調光驅動(dòng)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(chǎn)品價(jià)格已成為目前市場(chǎng)競爭的主要焦點(diǎn)，但實(shí)際上依然是技術(shù)創(chuàng )新上的競爭。”矽力杰半導體技術(shù)(杭州)有限公司現場(chǎng)應用總監黃得會(huì )說(shuō)：“LED照明的發(fā)展將從‘替代’轉向‘創(chuàng )新’，矽力杰目前LED照明驅動(dòng)IC產(chǎn)品線(xiàn)的開(kāi)發(fā)方向是針對客戶(hù)設計的簡(jiǎn)潔化要求，在保持外圍電路簡(jiǎn)單、體積小、效率高的同時(shí)，通過(guò)自有制造工藝的優(yōu)勢，提高產(chǎn)品集成度，從系統上降低BOM成本，讓產(chǎn)品的整體性?xún)r(jià)比更優(yōu)，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(lái)適應不同的終端市場(chǎng)。”
Marvell公司LED事業(yè)部總經(jīng)理兼技術(shù)總監張萬(wàn)峰
就LED電源設計的三大關(guān)鍵因素——成本、空間和效率，Marvell公司LED事業(yè)部總經(jīng)理兼技術(shù)總監張萬(wàn)峰提到，驅動(dòng)IC 及外圍器件的成本降低主要取決于來(lái)自終端市場(chǎng)的壓力和技術(shù)創(chuàng )新帶來(lái)的可能性，芯片的高度集成將帶來(lái)更小的電源體積，且在提高產(chǎn)品性能的同時(shí)，減少外圍器件，縮減物料成本和節省體積。另?yè)ぃ?015年下半年Marvell將計劃推出采用簡(jiǎn)約化拓撲結構的第三代產(chǎn)品，進(jìn)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(wú)線(xiàn)照明方案，同時(shí)提升驅動(dòng)效率。
杭州士蘭微電子股份有限公司電源及功率驅動(dòng)產(chǎn)品線(xiàn)高級產(chǎn)品經(jīng)理王棟
在對高PF值無(wú)頻閃方案的優(yōu)化方面，杭州士蘭微電子股份有限公司電源及功率驅動(dòng)產(chǎn)品線(xiàn)高級產(chǎn)品經(jīng)理王棟表示，現在用戶(hù)即要求驅動(dòng)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(wú)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(huì )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(wú)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(jìn)智能平臺搭建
在傳統光源的LED替換型驅動(dòng)方案已基本定型，市場(chǎng)競爭更多受制于生產(chǎn)能力及IC工藝制造成本的前提下，替換型LED驅動(dòng)方案利潤偏低，迅速找到新的業(yè)務(wù)增長(cháng)點(diǎn)是不同驅動(dòng)IC廠(chǎng)商所共同面臨的課題。這引發(fā)了LED市場(chǎng)的另一波建設熱潮，即智能照明成為了時(shí)下眾多驅動(dòng)IC、電源、燈具、互聯(lián)網(wǎng)、智能家居等企業(yè)紛紛看好的最具有市場(chǎng)活力及開(kāi)發(fā)價(jià)值的方向，這一發(fā)展將借助各種基于A(yíng)C電源線(xiàn)的有線(xiàn)調光模式(如切換開(kāi)關(guān)調光和Ledotron/IEC 62756-1數字調光標準)，以及藍牙、ZigBee、Wi-Fi等無(wú)線(xiàn)照明控制技術(shù)，加快對LED照明市場(chǎng)的改裝升級。
Dialog半導體有限公司固態(tài)照明產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)總監Hubie Notohamiprodjo
Dialog半導體有限公司固態(tài)照明產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)總監Hubie Notohamiprodjo指出，市場(chǎng)對LED驅動(dòng)器IC的最新需求是與智能控制器之間的無(wú)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(xiàn)控制方案，讓用戶(hù)互換不同廠(chǎng)商生產(chǎn)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(chǎng)對I2C、SPI、PWM等數字接口需求的上升，”Notohamiprodjo進(jìn)一步介紹說(shuō)，“這些接口可方便地與所有支持智能照明協(xié)議的無(wú)線(xiàn)收發(fā)器進(jìn)行通信，其中包括藍牙、ZigBee、Z-Wave、Wi-Fi等現有無(wú)線(xiàn)標準和專(zhuān)有無(wú)線(xiàn)協(xié)議的無(wú)線(xiàn)照明控制技術(shù)。”Dialog專(zhuān)為各類(lèi)智能照明應用而設計的smarteXite iW6401 LED驅動(dòng)器采用基于電源線(xiàn)的調光控制技術(shù)，支持Ledotron /DLT (IEC 62756-1)數字調光標準，同時(shí)內置I2C總線(xiàn)，能夠無(wú)縫整合到藍牙智能、ZigBee、Z-Wave等多種形式的數字及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中，且可通過(guò)智能手機或平板電腦進(jìn)行照明控制。
最近，Dialog還推出了兩款數字驅動(dòng)器平臺，iW3688采用數字控制技術(shù)消除了燈泡設計中20個(gè)外部組件，包括外部泄放電路所需的10個(gè)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(jiàn)的小型MR16燈泡)的變壓器和調光器兼容性問(wèn)題，其iW3662 LED驅動(dòng)器采用正在申請專(zhuān)利的控制技術(shù)通過(guò)先進(jìn)的分析功能檢測所安裝的變壓器，動(dòng)態(tài)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(shù)以較低的成本實(shí)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(wú)閃爍，可將光輸出降至5%。
從當前正熱的物聯(lián)網(wǎng)建設角度，張萬(wàn)峰也強調驅動(dòng)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(lián)系起來(lái)，這種結合也會(huì )加速LED照明的普及化。另一方面，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的興起，越來(lái)越多傳感器和智能家電的互聯(lián)，不僅能加強用戶(hù)體驗，也會(huì )促進(jìn)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(shuō)整個(gè)智能家居場(chǎng)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(chuàng )新LED驅動(dòng)器IC、低功耗ZigBee聯(lián)網(wǎng)和低成本W(wǎng)i-Fi網(wǎng)關(guān)，Marvell目前可提供包括燈泡驅動(dòng)控制、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)、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(chǎng)商和系統軟件合作伙伴在內的生態(tài)系統，可面向終端市場(chǎng)提供“交鑰匙”解決方案，幫助LED照明OEM/ODM廠(chǎng)商快速推出智能照明產(chǎn)品。
“去電源化”還需假以時(shí)日
長(cháng)期以來(lái)，“去電源化”LED照明設計都是業(yè)內熱議的話(huà)題之一。“但實(shí)際上，‘去電源化’并非是不要驅動(dòng)電路的交流LED，而是希望去掉PCB版，”王棟說(shuō)，“也就是將驅動(dòng)電路直接貼在燈板上，因此要求驅動(dòng)方案的效率要更高，外圍元器件要簡(jiǎn)單，元器件體積要小，但前期業(yè)內一些高壓線(xiàn)性恒流方案由于效率較低和發(fā)熱等問(wèn)題并沒(méi)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(jiǎn)而言之，現階段，“去電源化”方案所帶來(lái)的生產(chǎn)成本降低的優(yōu)勢，還不足以彌補由此所帶來(lái)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(zhù)輸出電流低頻紋波較大而影響LED壽命和光學(xué)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(dòng)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(chǎng)對于低成本和大規模自動(dòng)化生產(chǎn)的追求始終存在，令到“去電源化”方向將繼續成為L(cháng)ED領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。
張萬(wàn)峰也表示道：“就目前的技術(shù)、材料和器件的物理特性，要完全實(shí)現標準的LED照明的‘去電源化’是不現實(shí)的。多家不同的半導體公司和照明公司在這方面都作過(guò)許多有益的嘗試，這種探索會(huì )繼續下去，也體現出了LED照明行業(yè)的創(chuàng )新能力。LED照明‘去電源化’的最終實(shí)現將取決于驅動(dòng)技術(shù)、器件封裝和散熱技術(shù)、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(guò)技術(shù)突破、工藝改進(jìn)，使得驅動(dòng)電路更小型化、集成化，更便于應用。而對于現階段的開(kāi)發(fā)，黃得會(huì )認為，市場(chǎng)對產(chǎn)品最直觀(guān)的認可仍然在于安全可靠和性?xún)r(jià)比高，因此這意味著(zhù)“去電源化”開(kāi)發(fā)必須要考慮到產(chǎn)品可靠性、穩定性，以及人工成本、研發(fā)成本等多個(gè)方面。
移動(dòng)設備訪(fǎng)問(wèn)
