LED驱动IC应用扩张进行时……

　　LED离我们，忽远忽近。

　　当TI中国区电源产品业务拓展工程师吴涛描述着盘古大厦上不断变换的显示屏、MAXIM应用工程师徐滨提及商业场合中的探照灯、阶梯灯等，这时的LED看得见、摸得着。但碍于相对较高的成本，生活中我们还没有大规模使用LED，而这也是最有可能带来爆发性增长的领域。

　　正是这样的需求驱动，使得LED驱动器变得越来越复杂——追求更高的功效、更高的集成度以及更小的外形尺寸，这使得它们在高功率、高电流、高热量LED的新时代里发挥着更加重要的作用。
　　
　　扩张中的市场

　　恰恰得益于这样的技术创新，LED正在许多无法预见的应用中寻找一个归宿。这样的领域包括建筑照明、室外照明、替代光源以及工业照明。其中建筑照明主要用于商业场合，因而对价格不是特别敏感，所以在LED照明市场占有较大份额。据MAXIM徐滨介绍，室外照明、工业照明也是发展比较快的应用领域，而替代性光源（即把LED灯做成传统灯的外形，替换家用灯）由于消费者对价格比较敏感，因而还未大规模发展起来，但随着价格下降，这个市场的增长潜力是最大的。

　　对中国市场而言，TI吴涛告诉EEWORLD，由于政府的大力支持，以及LED 日渐向LCD 电视与通用照明等新型应用市场渗透，中国LED 市场到2014 年将达到71 亿美元。从中长期来看，通用照明市场预计将成为LED 需求的强大推动因素。据估算，2010 年该市场的出货量占总体LED 市场的18.4%。中国是消费类产品的制造大国，其LED市场非常多样化，涵盖LED显示屏、街道照明、通用照明、LCD背光照明、交通信号灯、手持终端键盘以及DSC闪光灯等应用。其中，LCD 背光照明市场将呈现强劲的增长势头，到2014 年可达12 亿美元。

　　下图为iSuppi来的数据：

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　　专为显示应用的IC

　　针对LED显示领域，TI近日推出的一款带 4 通道分组式延迟的串行控制 16 通道恒流LED 驱动器——TLC59282，可显著简化视频显示、留言板、娱乐照明和 LED 指示灯等 LED 显示应用的设计工作。

　　TLC59282 可通过对 LED 输出开关进行摆动处理来最大限度降低同步开关噪声，从而进一步降低峰值开关电流瞬变以促进 LED 模块中低成本双层印刷电路板 (PCB) 的布线。如果采用传统的多通道 LED 驱动器，就必须采用四层 PCB 布线来避免开关瞬变在输出消隐期间破坏串行数据通信路径。除了降低电磁噪声之外，TLC59282 还支持极高的通道间与芯片间精确度，能够有效确保为每个 LED 串提供均匀电流。

　　其主要特性及优势包括：
　　　• 输入电压范围：3.0V～5.5V；
　　　• LED 通道耐压高达 17 V；
　　　• 四通道分组延迟可最大限度地降低同步开关噪声；
　　　• 可级联的串行通信协议使显示处理器能在同一串行总线上控制多个 LED 驱动器。高精度电流匹配则有助于在多个 LED 串之间实现均匀的亮度；
　　　　　o 通道间的电流误差精度：+/-0.6%（典型值）；
　　　　　o 芯片间的电流误差精度：+/-1（典型值）。
　　　• 30 纳秒BLANK脉冲可在多路复用应用中实现非常高的刷新率。
 
　　据悉，TLC59282 现已开始供货，采用 SSOP 封装。TLC59282  评估板根据客户要求提供。

　　2008年TI推出TLC5928，2010年TI相继推出了TLC59281和TLC59282。最初的TLC5928主要针对中高端客户，带有LED开路检测和芯片过热告警。而TLC59282去掉了这个相对较高成本的功能，从而实现了最佳的性价比。“TI  LED照明解决方案是很多的，不管是AC转DC的方式还是DC转DC的方式，TI都有各种类型的产品来针对各种不同的应用，”吴涛介绍，TI 可以帮助客户选择合适的LED驱动，甚至跟客户一起合作来开发针对某些应用的LED驱动器。除了模拟解决方案，TI还有数字解决方案和照明通讯或控制的解决方案，此外，还有一些辅助性的解决方案，比如电力线载波通讯通过电力控制LED灯开关状态等。

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　　MAXIM LED驱动IC面面观

　　“半导体产业正在为LED应用领域提供更为专业的产品，专为LED驱动应用而提供一些特殊的功能，”MAXIM Piero Bianco介绍。为此，MAXIM可以提供广泛的产品系列供用户选择：这些产品不仅通过采用回滞比较方式将外围驱动器降到最低，还提供了大功率散热能力省去了散热片成本，并减少了板子面积。

MAXIM Piero Bianco　

　　一般而言，LED驱动器可分为两种——DC输入驱动器和AC输入驱动器。DC输入驱动器可以用于DC输入的应用（如电池供电的手电筒和太阳能灯等）和那些将AC转为DC、由DC驱动LED的应用（如街灯等）。对于DC输入驱动器而言，一些重要功能可以简化设计外部元件，并降低系统解决方案。AC输入驱动器用于替代光源，他们可以100/120/230V AC输入，用于PAR灯和标准灯泡等，也可以12V AC输入，用于MR16灯。AC输入驱动器的应用比DC驱动器更复杂，诸如使用标准可控硅调光器或后沿调压器调光等。

　　针对DC输入照明和户外照明等领域，MAXIM主要的LED驱动器如下：


　　其中，MAX16822、MAX16832内部集成了MOSFET，因而简化了应用难度。大多用在街灯等领域。不同于以上两款芯片，MAX16819、MAX16820的MOSFET是在外部的，这样可以用更大的MOSFET实现更大的电流，因而给了客户更多的选择。MAX16834是一种通用的芯片，也是最灵活的一款芯片。

　　相对而言，用于汽车前车灯、尾灯等的LED能够满足严苛的工作环境要求：较宽的电压波动范围(例如：电池抛负载和短路保护)、电流尖峰、极端温度。除此之外，驱动器电路还必须具备故障检测功能，一旦发生故障，电路必须能够有效保护LED器件和汽车的电气系统。为了满足这些要求，通常需要昂贵的、复杂的驱动器板，包括大量的保护和故障检测元件。 对此，MAXIM也提供相应的产品进行支持，包括用于汽车前灯照明的MAX16833、用于汽车尾灯的MAX16839和用于汽车显示器LED背光的MAX16814和 MAX16838等。

　　此外，在替代光源产品方面，现有框架对换代灯提出了物理限制和热/散热限制，热限制往往更加严格，特别是LED会通过灯内导热材料耗散大量热量。因此，LED灯需要工作在相当高的温度下—通常在+80°C至+100°C。这种温度下，驱动板上电解电容的寿命将被限制在数千小时以内，这也成为制约整个照明灯使用寿命的关键因素。较长的工作寿命是LED灯的一个主要卖点，为了克服上述屏障，Maxim针对120VAC/230VAC输入和12VAC输入换代灯设计推出了独特的驱动方案。这些新型LED驱动器可以省去电路板上的电解电容，使灯管寿命延长到90,000小时。省去电解电容后，带来的另一好处是大大缩小了方案尺寸，使得驱动板能够安装到小尺寸换代灯的框架内。

　　LED换代灯必须在现有架构上正常工作，包括配合切角(三端双向可控硅和后延)调光器和电子变压器工作。灯管接入120VAC/230VAC电源时优先选择三端双向可控硅调光器调节亮度，这种调光器能够很好地配合纯阻性白炽灯和卤素灯工作。而标准的LED驱动器通常为非线性负载—它们的输入整流器桥通常在交流输入电压达到峰值时瞬态吸收很大电流，造成调光器关闭，灯管照明发生闪烁。作为换代产品，其电气架构更加符合12VAC输入照明灯的设计，因为电子变压器和后沿调光器可以连接到照明灯的输入。但是，传统的驱动器并不兼容变压器和调光器，同样也会产生闪烁。Maxim的120VAC/230VAC和12VAC输入LED灯解决方案采用的是单级转换，利用专有技术控制电流，这些方案可以通过切角调光器调节亮度，并且兼容于电子变压器设计。此外，这些方案还具有优于0.9的功率因数，只需非常有限的外部元件，无需电解电容。这个应用中，可供参考的芯片为MAX16834、MAX16840等。

　　“我想LED驱动IC会有两种趋势，”MAXM Piero Bianco接着说，“对替代光源而言， 驱动IC将继续提高性能，以提供低组件数量、低成本的平滑调光方案。对于其他照明应用，我预计未来将有更多复杂功能的驱动器出现，来远程控制LED。”