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浅析LED驱动IC的市场应用现状及未来发展趋势

发布时间:2014-09-30 浏览:1103次 发布:中国照明灯具网

    LED 驱动IC目前市场上呈现出百花齐放的繁荣景象,这主要得益于目前LED照明大产业的迅速增长,从而造就了好多国内小IC design house, 期望从这个大产业中分到一杯羹。

  国内小IC Design House,目前以区域来分,江浙一带(或说长三角)为最多(至少有20家),我所知道的就有10多家;华南珠三角区域目前相对滞后,但非常贴近市场前端;当然长三角地区的LED照明灯具厂家也占据了整个中国LED照明灯具生产总量的五分之一(厦门除外);珠三角区域的LED照明灯具厂家占据整个中国生产量的约三分之一;是国内最大的一个生产区域。但是,LED驱动IC Design House就少的可伶,特别是前2年。就以深圳地区来讲,数来数去不到5家(20人以上的);说到LED 驱动芯片的发展历程,其实早起都是使用传统的开关电源PWM IC,60W以上的都是使用单极PFC,加次边恒压恒流IC,如ST的 L6561/6562A/C等。

  目前LED驱动电源有三大类:

  1. RCC (Resistor-Capacitor Coupled)阻容耦合:大约5W以下的超低端球泡产品

  2. Linear Driving IC 线性驱动IC方案

  a). Constant Current Diode

  b). 线性非PFC IC

  c). 线性 High PFC IC

 

  目前以上线性IC几乎没有卖开市场,小部分低端的球泡灯还在使用。T8-T5几乎没有用了。

  具体什么原因,大家都明白吧,我就不多说了!

  3. 开关电源型IC方案

  a). Isolated (PF or not)

  a)). PSR with PFC <80W

  b)). SSR with PFC <150W

  b). Non-isolated (PF or not)

  less than 40W.

  隔离的方案有PSR及SSR。PSR方案也是沿用早前的充电器方案,只是把CV模块移除了,芯片面积小了;只保留恒流功能。 PSR 结构对于搞电源的新手来说,很容易上手;不用担心环路稳定性问题(完全不用调试环路)。

  后来,某家LED驱动芯片Design House 参考了PI的TNY系列产品(充电器方案)双绕组方案,采用Cascaded MOS 架构,省掉了辅助绕组及VCC外围整流元件。早期,PI 的双绕组只能用到CV要求不高的5W以下适配器或充电器上;由于CV精度很差,所以没有普遍用开来。某家LED驱动芯片Design House 凭借这一个架构创新引领了小功率双绕组LED驱动电源方案的主流。

  但那架构已经是处于“现在完成进行时”的状态;双绕组PSR,元件少,成本低,从2012年到现在,一直充斥着在3-7W的隔离驱动市场,3-5W隔离驱动市场已经很烂了;已经进入结束收尾期。但有一二家已经朝着做12W、18W甚至40几瓦的双绕组隔离PSR 的方向发展,已经突破了前面提到的那家IC Design House认为的Casecaded MOS 架构的功率极限(当然,这也跟MOS本身有关系,与IC 设计也有关系)。

  2012年初,双绕组隔离PSR方案还存在一些问题,如几个3-5W的金属外壳灯杯碰在一起老化会出现闪灯问题,这个问题是芯片设计公司在当时设计时没有考虑到的;包括现在步入后尘的IC Design House依然遇到过这样的问题;通过外围可以解决这个问题:恒流采样脚(内部Cascaded MOSFETS 的中点)接一个47-100PF到GND;但最好是用一个Y电容跨接在初次级的地之间,这样闪灯问题就可以解决。针对这个解决方案,相信有小部分LED电源设计工程师不是很清楚这问题的根源。但大部分工程师应该还是知道的。

  由于成本的原因,增加100PF或Y电容不是最终解决办法。。。;只能从芯片设计上来解决。这就是双绕组方案的弊端,即共模抗干扰能力差;从芯片设计上可以解决这个问题,但会产生另一个问题,即芯片之间批量时恒流的一致性差的问题;工程师以为某家没有闪灯,不用加电容;某某家还是要加电容,等等。。。但他们不知道会引起恒流精度问题;也不会去记录不同批次生产的电流一致性问题。试100、200片测试OK。如果是欧美客户,试产时都会有CPK分析,同时生产时都会有自动记录测试参数数据。

  双绕组PSR隔离方案的另一个弊端就是空载电压高,不利于生产(生产时如空载启机,如果3-5W没有吸收电路的话,就要考虑MOS管的耐压是否在空载时有足够余量,否则容易把MOS击穿;所以生产时最好是带满载启机)输出电容耐压要高些,特别是7-12W。

  目前双绕组PSR隔离方案有BP,SiLan, FMD,OB, ChipLink, LIS; BP自从出了3122、9011、9022,等3-7W的方案IC外,就再也没有推出大瓦数12W、15W、18W等方案。因为他们有3125、3126来做大瓦数。

  提到线性驱动IC,前年(2012年)设计行业内比较火,几乎有点规模的LED 驱动IC Design Houses 都在设计,一下子涌现出好多品牌线性驱动。(其实最开始线性驱动都是国外品牌,美国,韩国等)。可是到了2013年下半年,就开始感受到市场反馈的不妙(具体什么不妙,我想行业人士都知道,包括销售,工程师等),开始减慢设计脚步或干脆停止该产品线的研发投入。就在去年下半年的9月份,有另外一家Design House 新出的产品低调参展。当时吸引了无数观众的眼球。大家一致默默认为,该家将是LED线性驱动产品做得最成功的,将可能会引领中国球泡及T8、T5灯管市场并可能会发展成全球LED照明驱动行业的主流。大家猜,此家Design House 会是谁?

  刚才说到过,双绕组PSR隔离方案的一些弊端;现在顺带提下它的优势。一是,成本低些(对于3-5W的,也省了PCB空间);二是,启动延时时间很短(小于200mS)。最近这2年非隔离方案市场拼杀的太厉害了,如非隔离18W的非认证方案,价格从最初的8元-->5元-->3元-->2元;这样一个降价趋势;让新出来的线性驱动IC几乎没有生存空间。

  非隔离方案相比于隔离方案的优点有,一是(高电压,小电流输出)高效率;二是元件少,成本低,驱动器的体积小。缺点是,输出灯负载因非隔离而易触电。目前非隔离方案在国内市场份额占7成,且大部分是不带PFC。

  非隔离方案的品牌有,BP,MT(美芯晟),SiLan(士兰), QX(泉芯), FMD(辉芒微), SiRise(矽瑞微) 等等。。。。。。

  目前LED调光,所谓的主流趋势还是要看细分区域市场来定。

  北美LED调光市场几乎是Triac Dimming,PWM调光驱动都是给一些智能化灯具提供调光接口,如红外遥控,雷达感应,WiFi 控制等,几乎国内外市场都会用到。分段调光大部分适合亚洲区域,如大陆市场,东南亚市场等。但不适用于北美市场,欧洲部分国家有开始在用分段调光。调色温将会在未来的家居照明,如吸顶灯,水晶灯等成为一种主流。主要分 分段可调和连续可调2种。

  a. 分段调色温电路相对简单,采用隔离或非隔离恒流,另加MCU控制,价格相对低些,

  b. 连续可调几乎是带遥控或WiFi 或蓝牙控制的智能化控制。

  未来的调光调色温整灯方案主要分 商用及家居用。

  商用是以酒店、宾馆、KTV娱乐场所等家居以每个家庭(套房)为单位,做成一个家庭照明调节系统。

  目前Philips在智能照明这块已经走在前面。
 

责任编辑:hope    来源:OFweek半导体照明网

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