LED应用电路研发设计思路 —电路图天天读（124） 室外广告, 原材料, 电路图, 半导体, 产业链

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近两年随着LED技术的迅速发展和能源的紧张，LED被广泛应用到信息显示、交通信号灯、背光源、汽车用灯、半导体照明、室外广告灯饰、景观照明等领域，被誉为21世纪的绿色照明产品。LED涉及的产业也蕴藏着巨大的发展潜力，专家预言在未来几年LED将作为主流照明光源，就像晶体管取代电子管一样，大势所趋、不可阻挡。目前，国内LED产业链发展比较成熟，LED产业上游包括原材料和衬底等环节，中游包括外延和芯片等环节，下游包括封装、应用等环节。目前我国LED产业集中在产业链下游，企业规模小，研发能力不强，企业众多，与国外技术水平差距较小，难以形成独特竞争力。我国上游产业企业与国际先进水平比较，整体上一般芯片的亮度、发光效率、抗静电能力、抗漏电能力以及品质控制水平与国际厂家仍有差距，同时能满足市场需要且规模化生产的企业少。面对火爆的LED市场我们究竟要做些什么？
　　LED照明应用中存在的优势及问题
　　作为一种快速发展的新型光源，LED具有以下几方面的特征
　　1、环保：不含汞等有害气体、没有污染，光谱没有辐射，其废弃物可回收，是典型的绿 色光源；2、节能：LED作为半导体发光灯，其电能消耗仅相当于传统霓虹灯的20%左右。3、寿命长：理论使用寿命长达10万小时，可靠、维护成本低；4、使用电压低：工作电压一般在几伏以下，便于应用在可靠性和安全性高的场合。
　　LED在照明中的优势：
　　1、采用低电压供电－无高压环节，成本低，可靠性高；2、符件简单无启动器、镇流器或超高压变压器；3、结构简单具有固体光源的最大优点，不充气，无玻璃外 壳，无气体密封问题，耐冲击；4、可控性好响应时间快（微秒数量级），可反复频繁亮灭，基本无惰性，不会疲倦；5、色彩纯厚由半导体PN结自身产生色彩，纯正、浓厚；6、色彩丰富三基色加数码技术，可演变任意色彩，7、轻质结构节材、对灯具强度和刚度要求较低；8、体积小巧大的LED灯具由LED组成，最小的LED仅为平方毫米数量级或更小；9、可塑性好LED光源的精巧，使LED能适应各种几何尺寸和不同空间大小的装饰和照明要求，诸如：点、线、面、球、异型式，乃至任意艺术造型的灯光雕塑。
　　散热设计
　　1、最短的热传到路径，减小热传导阻力；2、增大相互传导面积，增加热传到速度；3、合理的计算设计散热面积；4、有效的利用热容量效应。

　　

　　输出驱动电压选择：20W以内市电驱动时48V左右比较合适；较大的功率市电驱动输出电压36V左右最合适；离线式照明大部分是12V和24V电压。

　　

　　特点：
　　基于串并联安全考虑出负载合适的驱动电压值，尽量统一电压值减小电源设计规格成本；基于安规规定，产品设计要符合认证要求，流峰值超过42.4Vac或直流超过60Vdc的电压 ；从解决LED照明市场大规模上量的技术和品质问题考虑。

　　最高效率后端驱动方式
　　当输出电压在48V左右时，低压差线性恒流器件恒流效率高达99%，恒流精度±3%以内，不受任何外围器件影响；当输出电压在36V左右时，低压差线性恒流器件恒流效率高达98.6%，恒流精度±3%以内，不受任何外围器件影响； 就算在离线式照明部分，较低的电压12V和24V，也分别有96%和98%的效率；功率大小效率是相等的。

　　

　　特点：
　　最高效的驱动恒流架构；最高精度的恒流方式，受外围器件影响最小 ；简洁、方便、实用。
　　恒流消耗的功耗已达到可以忽略的程度
　　在深圳CYT公司实验室，我们已经验证到后端恒流效率达到99.99375 %，到了可以完全忽略的地步；

　　

　　未来我们用1年时间完成这一设计成就，十多人的IC设计团队和强有力的电源厂家合作，会尽快完成这一目标。
　　AC-DC设计
　　开关电源发展到今天是多年积累的结果，短期内AC-DC直接恒流不可突破；恒压和恒流是矛和盾的关系，必须要分开考虑；恒流源负载调整率是1%（mA）/V，达不到恒流效果；想法越多成本越高，与风险成正比。
　　特点：
　　要合理的利用现有的开关电源资源，是最经济的；恒压和恒流技术结合是必然的；在稳定的产品技术上创意才是有效的。

　　

　　

　　LED组合化封装是未来发展趋势
　　模组的组合设计能有效的降低一次性封装成本；分散的封装形式有利于减低散热设计成本；选择国产的铝基PCB板材；便于光学设计；电源设计简化；封装形式多样；有利增强国产LED竞争力。电源的成熟需要时间，有些关于LED电源的宣传你敢相信吗？先恒压，再线性恒流，一定是LED照明驱动方式未来市场主流！相信未来LED会得到更广泛的应用。