LED驱动电源的研究现状分析

LED驱动电源的研究现状分析

杨俊伟鲍敏胡春玲

杨俊伟鲍敏胡春玲

〔摘要〕随着全球范围内能源危机问题的口益严重，低碳和环保己成为焦点议题，越来越为人们所重视，照明作为电力能源消耗的一大方面也备受关注。本文对LED特点及其应用领域进行简单介绍，并从驱动电源研究方面进行了现状分析。

〔关键词〕LED驱动电源现状分析

LED是LightEmittingDiode的缩写，中文名“发光二极管”。LED作为全新概念的固态光源，因其具有节能、环保、寿命长、易控制和效率高等显著优点，被公认为是21世纪全球最具发展前景的高新技术之一。半导体照明技术的革新正在改写传统照明的历史。目前，LED照明己经开始全面进入室内及家居照明，大功率LED应用于通用照明成果令人瞩目，LED家居照明是潜力巨大的市场。

1LED的发展历程

LED是以半导体芯片为材料的固态光源，直接把电能转换成光能，是目前为止世界上最先进的照明器件。全球第一款LED是1965年用锗材料作成的。随后不久用GaAsP材料制作的LED问世。这些早期的红色LED的发光效率很低，仅为0.1lm/W，远低于15lm/W的普通白炽灯。其后随着制作工艺的发展，橙色、黄色LED相继问世，到20世纪80年代，红光LED的发光效率已提高到10lm/W。20世纪90年代中期，蓝色、绿色的LED研制成功，从根本上解决了发光二极管三基色缺色的问题1998年，白光LED的问世掀起了电光源发展史上的一次大革命，打开了通往LED照明世界的大门。近年来，随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，LED制造工艺的不断进步和新材料的开发与应用，各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展。超高亮度白光LED的发光效率可达到100～300lm/W，使LED应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。

2LED国外研究现状

LED经过几十年的发展，从目前的技术发展现状看，日本和美国最具技术实力，德国在某些领域拥有世界领先技术，韩国也在LED技术方面有一定实力。从全球LED市场份额来看，日本不低于50%，中国台湾地区约占20%。目前，日本和美国在LED新和技术新产品领域拥有创新优势，主要生产有最高附加值的产品；欧洲各国在开发LED应用技术领域和最新技术转换方面拥有较大优势；中国台湾地区近10年在LED生产领域迅速崛起，在LED的芯片产量和LED封装方面均占据全球第一的位置。

3LED国内研究现状

我国LED产业起步于20世纪70年代，经过数十年的发展，我国LED产业己初步形成了较为完整的产业链：包括外延片的生产、芯片的制作、芯片的封装以及LED产品应用2003年6月在“863”计划的支持下，科技部首次提出发展半导体照明计划，我国LED照明高速发展的大步由此迈开。在“国家半导体照明工程”的推动下，我国LED技术取得巨大进步，LED产业的规模迅速扩大，我国成为LED照明产业发展速度最快、发展潜力最大的地区之一。目前，我国LED产业己初步形成长三角洲、珠三角洲、东南地区、北方地区四大LED照明产业基地。广东是中国LED产业最为发达的地区之一，在珠三角LED集聚区，以深圳为龙头，封装及应用发展充分，封装产量约占全国的70%，约占全世界的50%。

4国内外在LED驱动电源的发展

目前国内外在LED驱动电源的发展上主要有几大发展方向：第一，推广应用新一代LED驱动芯片。目前，国内外LED驱动芯片厂家采用新技术和新工艺，相继开发出一大批性能先进各具特色的专用集成电路。美国NSC公司在2009年推出支持TRIAC调光的LED驱动芯片LM3445；美国安森美半导体公司在2010年推出带功率因数校正和双向晶闸管调光功能的NCL30000型LED驱动控制器；美国PI公司于2010年6月推出LinkSwitch-PH系列单片隔离式带PFC并支持双向晶闸管调光的LED恒流输出驱动电源集成电路；2010年11月，PI公司又推出了LinkSwitch-PL系列单片机TRIAC调光的非隔离式PFCLED恒流驱动电源集成电路。

近年上海晶丰明源半导体有限公司自主研发了LED驱动器芯片系列产品BPXXXX。第二，LED驱动电源实现智能化。利用微控制器可实现LED驱动电源的智能化。目前，国外已开发出适配微控制器的带总线接口的LED驱动器IC，所带接口有单线接口、I2C接口、SMBus接口、SPI接口等。代表性产品有安森美半导体公司开发的带I2C接口具有“渐进调光”功能3通道RGB-LED驱动器NCP5623；德州仪器公司（TI）生产的带SMBus接口的8通道白光LED驱动器TPS61195；美国国家半导体公司推出的带SPI接口的RGB-LED驱动器LP3942等。采用智能化LED驱动技术，不仅能根据驱动电压、环境温度等变化将LED的电流控制在最佳值，还能完成数字调光、逐点校正、颜色控制、散热管理等功能。第三，利用软件实现LED驱动电源的优化设计。随着计算机应用的不断发展，利用计算机设计LED驱动电源已成为LED驱动电源优化设计的一项新技术。利用软件能充分发挥高科技的优势，计算机仿真也成为LED驱动电源新产品开发的重要工具。典型代表有NSC推出的WEBENCHLEDArchitect在线工具软件，用户登录后即可进行设计与仿真。

5结束语

由于LED是冷光源，与白炽灯、节电效率可以达到90%以上，如果我们目前的传统照明都用LED取代，荧光灯相比，那么每年我国节省的电量相当于一个三峡发电站发电量的两倍，由此可见LED的节能效果十分可观目前，我国己成为世界第一大照明电器生产国和主要出口国，照明用电占据了全国总耗电量的约12%，并且每年都在以一定的速度增长。在节能减排形式口趋严重的今天，传统的照明灯具己不能满足这种需求，而LED因其低功耗、高亮度、寿命长、对环境无污染等显著特点，迎来了其发展的春天。

【课题来源：黑龙江省教育厅科学技术研究项目12535160】

参考文献

1王莹.LED产业的发展概况[fJ].电子产品世界，2009（10）：11～14

2国内外LED产业概况及其重要性[fJ].杭州科技，2010（03）：35

3郑春蕊.我国LED产业发展现状及前景展望[fJ].产业与科技论坛，2008；7（11）：79～80

作者单位：黑龙江职业学院