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高亮度LED应用为LED驱动器集成电路带来新的机会和挑战

发布时间:2020-07-21 19:10:39 阅读: 来源:钛白粉厂家

目前,对高亮度 LED(发光二极管)的市场预测存在很大差别。尽管预测数据不同,但是趋势是明显的:高亮度(HB)LED 市场正在以惊人的速度增长。有些预测数据为年复合增长率 15%,另一些则为年复合增长率 35%。2007 年汽车领域的 LED 照明处于起步阶段,销售额为 6.7 亿美元,但是预计将以 15% 的年复合增长率增长,到 2011年(1)达到 12 亿美元。如果将非汽车应用考虑在内,那么年复合增长率接近 35%,而且到 2011 年,总的高亮度 LED 市场有可能轻松超过 25 亿美元。

本文引用地址:这么高的增长潜力靠什么驱动?首先,LED 产生光的效率是白炽灯的 10 倍,同时几乎是荧光灯的两倍,因此极大地降低了提供特定光输出量(单位:流明)所需的电功率。第二,白炽灯使用 1,000 小时后需要更换,荧光灯可持续使用 1 万小时,而 LED 的寿命超过 10 万小时。在大多数应用中,这允许 LED 永久性地嵌入到最终应用中而无需附属装置。例子包括用于装在汽车车体上的显示屏或 HDTV 的 LCD 显示屏,因为这些 LED 在汽车、HDTV 或运动场馆显示器寿命期内不会需要更换。第三,LED 比其它照明产品小几个数量级,外形尺寸可以制作得非常扁平,这样它们就可以永久性地嵌入到汽车内部和外部应用中。另外,通过使用红光、绿光和蓝光 LED 配置,可以实现无数种颜色。最后,LED 能够调光,而且其接通和断开时间很快,人眼察觉不到,这极大地改进了 HDTV 和其它类型显示器的背光照明。没有这些 LED,不可能有极高对比度和清晰的高分辨率LCD HDTV。

尽管如此,照明系统设计师的最大挑战之一是如何充分利用最新一代 LED 的所有优势。因为它们一般需要一个准确的直流电流源,还需要调光,因此 LED 驱动器集成电路必须设计成能满足各种不同应用的需求。电源解决方案必须高效率、功能可靠,而且与往常一样,要非常紧凑和经济。有理由认为,最苛刻的 LED 驱动应用之一是在汽车应用中,其中包括基于 LED 的内部照明、LCD 显示器背光照明、刹车/转向信号指示灯,甚至包括前灯。

汽车 LED 照明

尺寸小、功耗低以及接通时间短等优点已经使高亮度 LED 开始在今天的汽车中得到广泛采用。最初的 LED 应用是中央高位刹车灯(CHMSL),这类应用采用红光 LED 提供非常微小的照明阵列,这种阵列很容易安装,而且从不需要更换。

图1:奥迪R8/雷克萨斯LED前灯/转向信号指示灯/行车灯。

传统上,白炽灯是最经济的光源,而且很多汽车仍在使用。不过,用于照明组件的可用空间缩小以及对长工作寿命的需求,加之 LED 实现了明亮的自然色彩和简化设计,因此 LED 在很多应用中迅速取代了白炽灯。白光 LED 阵列取代传统的冷阴极荧光照明(CCFL)TFT-LCD 背光照明越来越常见了,白光 LED 提供更加精确和可调的背光照明,工作寿命将很容易超过汽车本身的寿命。甚至主要是卤素/氙灯丝设计应用领域的前灯也正在逐步采用电子“可控”的大电流 LED 阵列(参见图 1)。包括内部/外部和背光照明应用的所有汽车照明应用都几乎在转向 LED。在这种环境中使用 LED 有几个优点。首先,它们从不需要更换,因为其长达 10 万余小时(11.5 年的使用年限)的可靠寿命超过了汽车本身的寿命。这允许汽车制造商永久性地将其嵌入“舱内”照明系统,无需为了方便更换而进行相应的设计。其款式也可以有很大变化,因为 LED 照明系统所需的深度和面积不像白炽灯那么大。

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