LED照明驅(qū)動(dòng)芯片的選用技巧
LED光源工作特點(diǎn)
照明用LED光源的VF電壓都很低，一般情況下為2.75~3.8V，IF一般為15~1,400mA。因此，LED驅(qū)動(dòng)IC的輸出電壓是VFxN或VFx1, IF保持恒流在15~1,400mA。LED燈具使用的LED光源有小功率（IF為15~20mA）和大功率（IF大于200mA）二種。小功率LED多用做制作LED日光燈、裝飾燈、格柵燈。大功率LED被用來(lái)做家庭照明燈、射燈、水底燈、洗墻燈、路燈、隧道燈、汽車工作燈等。功率LED光源是低電壓、大電流驅(qū)動(dòng)的器件，其發(fā)光強(qiáng)度由流過(guò)LED的電流大小決定。電流過(guò)大會(huì)引起LED光衰減，電流過(guò)小會(huì)影響LED的發(fā)光強(qiáng)度。因此，LED的驅(qū)動(dòng)需要提供恒流電源，以保證大功率LED使用的安全性，同時(shí)達(dá)到理想的發(fā)光強(qiáng)度。在LED照明領(lǐng)域，為體現(xiàn)出LED燈節(jié)能和長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)，正確選擇LED驅(qū)動(dòng)IC至關(guān)重要。沒(méi)有好的驅(qū)動(dòng)IC的匹配，LED照明的優(yōu)勢(shì)無(wú)法體現(xiàn)出來(lái)。
LED燈具對(duì)低壓驅(qū)動(dòng)芯片的要求
1. 驅(qū)動(dòng)芯片的標(biāo)稱輸入電壓范圍應(yīng)當(dāng)滿足直流8~40V，以覆蓋較廣的應(yīng)用需要。耐壓能力最好大于45V。當(dāng)輸入為交流12V或24 V時(shí)，簡(jiǎn)單的橋式整流器輸出電壓會(huì)隨電網(wǎng)電壓波動(dòng)，特別是當(dāng)電壓偏高時(shí)，輸出直流電壓也會(huì)偏高。如果驅(qū)動(dòng)IC沒(méi)有寬的輸入電壓范圍，往往會(huì)在電網(wǎng)電壓升高時(shí)會(huì)被擊穿，從而燒毀LED光源。
2. 驅(qū)動(dòng)芯片的標(biāo)稱輸出電流要求大于1.2~1.5A。作為照明用的LED光源，1W功率的LED光源的標(biāo)稱工作電流為350mA，3W功率的LED光源的標(biāo)稱工作電流為700mA。功率大的LED光源的需要更大電流，因此LED照明燈具選用的驅(qū)動(dòng)IC必須有足夠的電流輸出，設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)也必須使驅(qū)動(dòng)IC工作在滿負(fù)荷輸出的70~90%的最佳工作區(qū)域。使用滿負(fù)荷輸出電流的驅(qū)動(dòng)IC在燈具狹小空間散熱不暢，容易導(dǎo)致燈具發(fā)生疲勞和早期失效。
3. 驅(qū)動(dòng)芯片的輸出電流必須保持恒定，這樣LED才能穩(wěn)定發(fā)光，不會(huì)閃爍。同一批驅(qū)動(dòng)芯片在同等條件下使用，其輸出電流大小要盡可能一致，也就是離散性要小，這樣在大批量自動(dòng)化生產(chǎn)線上生產(chǎn)時(shí)才能保證有效和有序性。對(duì)于輸出電流有一定離散性的驅(qū)動(dòng)芯片，必選在出廠或投入生產(chǎn)線前進(jìn)行分檔挑選，調(diào)整PCB板上電流設(shè)定電阻的阻值大小，使之生產(chǎn)的LED燈具恒流驅(qū)動(dòng)板對(duì)同類LED光源的發(fā)光亮度一致，以保持最終產(chǎn)品的一致性。
4. 驅(qū)動(dòng)芯片的封裝應(yīng)有利于驅(qū)動(dòng)芯片管芯的快速散熱，如將裸片直接綁定在銅板上，并有一個(gè)引腳直接延伸到封裝外，以便于直接焊接在PCB板的銅箔上迅速導(dǎo)熱(圖)。如果在類似4X4mm的芯片上要長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)300~1,000mA電流，則必然產(chǎn)生功耗并發(fā)熱，因此，芯片本身的物理散熱結(jié)構(gòu)也非常重要。
5. 驅(qū)動(dòng)芯片抗EMI、噪聲和耐高壓的能力也關(guān)系到整個(gè)LED燈具產(chǎn)品能否順利通過(guò)CE、UL等認(rèn)證，因此在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)芯片時(shí)就要選用先進(jìn)的拓樸結(jié)構(gòu)和高壓生產(chǎn)工藝。
6. 驅(qū)動(dòng)芯片的自身功耗要求小于0.5W，開(kāi)關(guān)工作頻率要求大于120Hz，以免發(fā)生工頻干擾產(chǎn)生可見(jiàn)閃爍。
總之，LED綠色照明促使驅(qū)動(dòng)芯片向創(chuàng)新設(shè)計(jì)發(fā)展。LED燈具照明離不開(kāi)驅(qū)動(dòng)芯片，因此需要多功能LED光源驅(qū)動(dòng)IC。如果LED燈具選用36V以下的交流電源，可以考慮非隔離供電；如果選用220V和100V交流電源，則應(yīng)考慮隔離供電。直接使用交流100~220V的驅(qū)動(dòng)芯片，因應(yīng)用對(duì)體積的苛求要求，在技術(shù)上還有更高的要求、更大的難度，目前各國(guó)都在努力開(kāi)發(fā)中。LED燈具的海量需求市場(chǎng)給所有集成電路設(shè)計(jì)公司再次成功的機(jī)會(huì)，如果能快速轉(zhuǎn)型，早出產(chǎn)品，則贏的機(jī)會(huì)多多。