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LED照明市场变化快速,伴随而至的低价照明风潮使LED照明市场面临严峻考验。目前LED照明应用以球泡灯、灯管等替换性光源产品为主流,LED照明制造厂除了朝低价解决方案发展外,也有不少厂商积极开发差异化产品,盼能以高效率LED照明取得市场优势。
全球功率半导体大厂英飞凌(Infineon)因应LED照明市场需求,运用半导体专业技术与经验,开发各种创新LED照明解决方案,特别是针对LED驱动器所推出的下一世代LED驱动IC“Digital Power 2.0”,以及功率转换、照明管理两大照明应用。
聚焦LED驱动器 产品齐集LED驱动IC、MOSFET
“LED球泡灯和灯管市场较价格取向,不做调光的话很难做出差异化,但商业照明就不同了,”英飞凌电源管理及多元电子事业处资深经理张文贵,在接受LEDinside特别专访时说道。他认为商业照明的灯型多样,客户要求相对严谨,英飞凌也就特别看重这块市场。英飞凌在功率转换应用方面,推出AC/DC与DC/DC两类照明产品,其中大部分与商业照明相关。
LED驱动器则是英飞凌目前与将来的重心所在,其产品组合除了大多数人较为熟知的CoolMOS、OptiMOS等金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)以外,还包括DC/DC LED驱动IC及线性LED驱动IC。张文贵表示,目前英飞凌LED照明以DC/DC产品为大宗,特别是线性LED驱动IC,一年出货量约1.5亿颗左右。
张文贵认为较少探讨的照明管理应用,其实也具有一定市场。英飞凌推出三种产品包含微控制器、雷达传感器、环境光源传感器(ALS)芯片。目前微控制器已有客户量产,主要用于数字可寻址调光接口(DALI)解码;雷达传感器较针对大范围与户外照明应用,适用于路灯、天井灯等;ALS芯片则尚未封装成终端产品,但考虑ALS对往后发展智慧照明应用具必要性,因此计划以IC形式提供客户使用。
Digital Power 2.0提供设计弹性 有效降低成本与库存
英飞凌投入数字电源发展已经三年。张文贵透露新一代LED驱动IC“Digital Power 2.0”将于2015年9月正式推出,目前已有欧美客户先行导入量产,也有欲跳脱价格战的客户有兴趣,希望借此转型发展灯具市场。
“早期的digital power线路相当复杂,Digital Power 2.0将线路都简化了,”张文贵说,Digital Power 2.0有助于提高系统可靠性,加上系统设计简化,能相对降低整体物料清单(BOM)成本;效率方面,Digital Power 2.0在满载时的表现可媲美模拟,尤其在调光时可改变不同运作模式,就算调至负载较轻的50%甚至更低,都能得到更好的效率。另外,若以DC/DC在二次侧的做法,只要一颗Digital Power 2.0就能替代传统所需的微控制器及降压调节器,价差约为0.3欧元。
张文贵进一步以商业照明为例,说明LED照明产品为因应各种地点场合,如饭店宴会厅、游泳池、房间等,须采用不同灯具灯型或颜色配光,也就需要搭配各种LED驱动器。譬如同为20W的LED照明灯具,其LED排列组合皆不相同,这使厂商在库存管理上相当不易。
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技巧之一、不要使用双极型功率器件由于双极型功率器件比mosFET便宜,一般是2美分左右一个,所以一些设计师为了降低led驱动成本而使用双极型功率器件,这样会严重影响电路的可靠性,因为随着LED驱动电路板温度的提升,双极型器件的有效工作范围会迅速缩小,这样会导致器件在温度上升时故障从而影响LED灯具的可靠性,正确的做法是要选用MOSFET器件,MOSFET器件的使用寿命要远远长于双极型器件。技巧之二、MOSFET的耐压不要低于700V耐压600V的MOSFET比较便宜,很多认为LED灯具的输入电压一般是220V,所以耐压600V足够了,但是很多时候电路电
驱动器与负载LED串/并联方式的搭配选择是非常重要的,以恒流方式驱动功率型LED时,不适合采用并联负载:同样,稳压式LED驱动器不适合选用串联负载。1.电路组成在需要使用比较多的led产品时,如果将所有的LED串联,将需要LED驱动器输出较高的电压:如果将所有的LED并联,则需要LED驱动器输出较大的电流。将所有的LED串联或并联,不但限制着LED的严使用量,而且并联LED负载电流较大,驱动器的成本也会增加,解决办法是采用混联方式。串、并联的LED数量平均分配,这样,分配在一个LED串联支路上的电压相同,同一个串联支路中每个LED上的电流也基本相同,亮
在政策的驱动以及LED灯的长寿命效应的作用下,2013年LED照明进入了爆发年,而爆发之后迎来的,必将是市场的逐渐衰退,根据市场调查机构HISResearch的照明市场份额报告显示,灯源销售量从2015年开始逐年衰退。IMSReserch公司2012年4月公布的报告显示,LED灯的价格往往2009年的30美元将一路走低,2017年左右将突破5美元关口。LED灯的普及进程取决于其价格的下降速度,而LED灯的40%成本花费在驱动控制电路,因此包括LED驱动IC在内的控制电路的成本降低至关重要。与此相对应的是,驱动控制电路成本将在2013年到2015年之间有
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凌力尔特公司(LinearTechnologyCorporation)推出三输出DC/DC控制器LT3797,该器件为驱动三个独立的LED通道而设计。其固定频率、电流模式架构可在很宽的电源和输出电压范围内提供恒定和准确地调节的LED电流。该器件的2.5V至40V输入电压范围以及可承受60V输入瞬态的能力使其非常适用于汽车应用以及多种工业应用,其中汽车应用必须在冷车发动、停/启和负载突降情况下正常工作。LT3797的每个通道都能以升压、降压或SEPIC拓扑驱动多种LED。在升压配置中,该器件以超过1A的LED电流为三个高达90V的LED通道供电,从标称的
led照明电源的设计有非隔离设计和隔离型设计之分。带隔离变压器或者电气隔离的LED驱动电源意味着LED可以直接用手接触而不会触电。而无隔离变压器的LED驱动电源虽仍可以借助防护外壳实现部分机械绝缘,但此时的LED在工作时并不能直接接触。物理设计决定着驱动器是隔离式还是非隔离式。安全规则通常要求使用两个独立的隔离层。设计师可以选择两种物理隔离层,即塑料散光罩和玻璃护罩,并使用非隔离式电源。如果物理隔离成本太高、存在机械困难或者吸收太多光,就必须在电源中解决电气隔离问题。隔离式电源通常要比同等功率水平的非隔离式电源大一些。照明灯设计师必须在他们所设计的每款
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