由于更高的能效、更低的熱量輸出和小型化,LED 的需求在各個行業(室內/室外照明、顯示行業和汽車照明)持續增長,這極大地推動了 LED 驅動器市場。LED 驅動器以正確的電壓提供恒定電流,從而使 LED 照明解決方案高效運行。它們還可以保護 LED 免受任何電壓或電流波動的影響。
物聯網連接照明解決方案的興起和提高能源效率的智慧城市計劃也促進了 LED 驅動器市場的增長。根據ReportBuyer 發布的一份報告,該行業預計到 2025 年將達到 113 億美元,在 2019 年至 2025 年的預測期內以 16.3% 的復合年增長率 (CAGR) 增長。
報告發現,市場的一大趨勢是轉向恒流 LED 驅動器,該驅動器正用于高亮度和戶外照明應用。其他趨勢包括消除次級反饋電路的初級側調節 (PSR) 和用于提高電能質量的功率因數校正 (PFC) 電路。這是由縮小的系統封裝和中低功率范圍內的低成本要求推動的。
過去一年市場上推出的許多最新 LED 驅動器都專注于智能照明和汽車照明應用。以下是解決這些關鍵趨勢的一些產品的快照。
智能照明 由于其能源效率、可靠性和更長的使用壽命,LED 在智能照明和各種室內/室外照明應用中找到了許多家庭。對于智能照明解決方案,尺寸、重量和冷卻是巨大的設計挑戰,因此需要提供更高效率的新驅動器。
一個例子是 Power Integrations 的 LYTSwitch-6 系列安全隔離 LED 驅動器 IC,帶有用于智能照明應用的新型高功率密度器件。采用 PowiGaN 技術的新型 LED 驅動器使設計能夠使用反激式拓撲提供高達 110 W 的轉換效率和 94% 的轉換效率。驅動器還使用無損電流感應,這有助于提高效率。
LYTSwitch-6 IC 的高效率消除了對散熱器的需求,從而減少了鎮流器尺寸、重量和冷卻氣流要求。這使得它們適用于智能住宅和商業裝置以及低矮的天花板暗燈槽。
750-V PowiGaN 初級開關提供非常低的 R DS(ON)并降低了開關損耗。Power Integrations 表示,這一改進與現有的 LYTSwitch-6 功能相結合,與傳統解決方案相比,可將功率轉換效率提高多達 3%,從而將廢熱減少三分之一以上。
現有優勢包括快速瞬態響應、為并聯 LED 串提供出色的交叉調節,無需額外的調節器硬件,以及無閃爍的系統操作。這簡化了脈寬調制 (PWM) 調光接口。提供了描述 100W 三路調光 LED 鎮流器的參考設計 (DER-801)。
STMicroelectronics 提供了一種消除失真的高壓 LED 驅動器,據稱該驅動器可用于未來的節能照明,并使固態燈具符合日益嚴格的照明法規。HVLED007 AC/DC LED 驅動器具有消除 失真的輸入電流整形 (ICS) 電路,可確保在整個負載和輸入電壓范圍內具有非常低的總諧波失真 (THD) 的正弦輸入波形。滿載時 THD 低于 5%。
HVLED007 具有接近 1 的功率因數能力和超過 90% 的最大能效,使單個控制 IC 能夠處理高達 80 W 的多個中功率和高功率 LED 照明應用。
這款電流模式 PFC 控制器經過優化,可與隔離式高功率因數準諧振反激式轉換器配合使用,可用于智能工業、智能城市和智能家居照明應用。電氣參數規定低至 –40°C,可用于室外照明,包括街道照明以及室內應用。
圖騰柱輸出級可以分別提供和吸收 600 mA 和 800 mA 的電流,除了照明應用外,還可以用于符合 EN61000-3-2 的高達 100 W 的開關模式電源。
HVLED007 具有內置保護功能,包括短路、過載和過壓保護。該器件采用行業標準的 SO8 小外形封裝。
調光是一般照明應用的一個重要特征。Infineon Technologies AG 的 80-V ILD8150 / E DC/DC 降壓 LED 采用混合調光模式技術滿足了這一要求,可實現 0.5% 的目標電流。
驅動器 IC 為接近安全超低電壓 (SELV) 限制的應用提供高安全電壓裕度,電源電壓范圍為 8 VDC 至 80 VDC。 該驅動器針對具有高調光要求的通用和專業LED 照明應用。
ILD8150/E 提供無閃爍的深度調光性能,同時防止可聞噪聲。250 Hz 和 20 kHz 之間的 PWM 輸入信號將模擬調光輸出模式下的 LED 電流從 100% 控制到 12.5%,在混合調光模式下控制從 12.5% 到 0.5%,無閃爍調制頻率為 3.4 kHz。
具有高分辨率的數字 PWM 調光檢測和低功耗關斷使 ILD8150/E 與微控制器相匹配。該器件還具有調光關閉功能和下拉晶體管,以避免 LED 在調光關閉模式下發光。
ILD8150/E 使用高端集成開關驅動高達 1.5 A 的電流。ILD8150 驅動器具有 290 mΩ 的低 R DS(on) ,可實現效率超過 95% 的高功率設計。它包含一個軟啟動功能以保護初級免受突然的電流請求和一個可調節最大輸出電流的分流電阻器。
在所有負載和輸入電壓條件下,該器件提供從一個器件到另一個器件的典型 3% 的精確輸出電流精度。這使得該器件非常適合電流必須相同的可調白色和平板設計。其他功能包括用于自舉電壓的欠壓鎖定 (UVLO) 和過熱保護。
汽車 LED 驅動器 汽車設計師也一直在使用 LED 作為外部照明應用中傳統鹵素和高強度放電 (HID/Xenon) 照明的替代品。許多最新的 LED 驅動器正在通過各種電壓和功率拓撲滿足汽車照明市場的需求。
安森美半導體等行業參與者表示,隨著汽車行業向全 LED 照明過渡,設計師正面臨新的挑戰。其中包括提高效率、簡化設計和降低成本,同時滿足電磁干擾 (EMI) 要求。
安森美半導體推出了新的 LED 驅動器和控制器系列,以在低功率固態照明中實現更強大的功能。該系列由兩個 LED 驅動器(NCV7683 和 NCV7685)和兩個電流控制器(NCV7691 和 NCV7692)組成,這些控制器旨在簡化高級車輛照明的設計。
為了提高道路安全性,汽車制造商正在從簡單的“開/關”操作轉向復雜的系統,這些系統在后組合燈 (RCL)、轉向信號燈、霧燈和其他外部調制的 LED 燈組中結合了運動和可變強度,以提供高度安森美半導體表示,對其他道路使用者的可見警告。
NCV7685 和 NCV7683 分別集成了 12 個和 8 個線性可編程電流源,能夠以每通道高達 100 mA 的電流驅動多個 LED 串。提供多種可配置選項,包括菊花鏈、照明水平控制、電流調節、排序功能和通道組合。
NCV7685 包含一個 8 位 I 2 C 接口和 CRC8 錯誤檢測,用于通過 PWM 進行單獨的輸出電流調整,以及用于高級診斷(包括檢測 LED 燈串開路或欠壓情況),還提供專用診斷引腳。NCV7685 可以由 DC/DC 控制器 和/或 LDO 穩壓器供電,具體取決于設計要求。
NCV7691 為驅動一個或多個燈串中的 LED 提供穩定的寬電流范圍,只需一個外部 NPN 雙極晶體管和一個反饋電阻器。該驅動器允許將單通道添加到多通道系統,并通過其 PWM 輸入支持調光功能。為了安全操作,NCV7691 包括開串、短路和熱關斷功能。衍生產品 NCV7692 提供更快的響應時間和更低的開路負載檢測閾值。
Diodes Inc. 推出其 AL8843Q 和 AL8862Q 符合汽車標準的DC/DC 降壓轉換器,專為驅動內部和外部 LED 燈的單個 LED 和多個 LED 串而設計。應用包括日間行車燈 (DRL)、霧燈、轉向燈和剎車/停車燈。
電源電壓為 4.5 V 至 40 V 的 AL8843Q 和電源電壓為 5 V 至 55 V 的 AL8862Q 降壓轉換器可以承受劇烈的電壓變化,例如在低啟動或停止啟動操作期間的負載突降,據該公司稱,LED 驅動電流不會出現任何退化。
這些汽車降壓 LED 驅動器支持滿量程(0% 至 100%)PWM 調光,由 0.4 V 至 2.5 V 之間的模擬輸入或由外部微控制器或主機處理器生成的 PWM 信號控制。這兩款器件均具有集成功率 MOSFET:AL8843Q 為 40 V/0.2 Ω,AL8862Q 為 55 V/0.4 Ω。它們還具有遲滯模式降壓 LED 驅動器控制功能,可簡化反饋環路,使工程師僅使用四個外部組件即可實現高度穩定的降壓轉換器設計。
安全功能包括過熱保護以及 LED 短路和開路保護。AL8862Q 還包含一個漏極開路故障指示引腳。
SO-8EP 封裝中的 AL8843Q 和 AL8862Q 符合 AEC-Q100 1 級標準,支持 PPAP 文件,并在 IATF16949 認證的設施中制造。
Maxim Integrated Products, Inc. 的高亮度 LED (HBLED) LED 驅動器MAX25610A 和 MAX25610B LED 驅動器還針對汽車照明更簡單設計的需求,可 提供 90% 的效率并通過 CISPR 25 EMI 規范。
同步降壓、降壓-升壓 LED 驅動器/DC-DC 轉換器提供了一個完整的解決方案,該解決方案具有高 EMI 性能,而不會影響效率和尺寸。這些 IC 直接從汽車電池驅動多達 8 個 HBLED。節省物料清單 (BOM) 成本和空間,它們集成了許多外部組件。這些特性使其適用于汽車照明系統以及工業和商業照明應用。
MAX25610A/B LED 驅動器在單個封裝中集成了 MOSFETS 地址尺寸、效率和 EMI 性能。它們還支持降壓、降壓-升壓和升壓模式配置,以支持外部和正面照明中的各種 LED 和拓撲結構。它們還可以在降壓-升壓 LED 驅動器應用中以 5 V 至 36 V 的寬輸入電壓范圍滿足各種電壓要求,效率高達 90%。
LED 驅動器采用 5 × 5-mm TQFN 封裝,具有內部電流檢測選項和集成的高側和低側開關 MOSFET,可減少解決方案空間和成本。它們提供可編程片上 PWM 調光,無需使用單獨的微控制器即可實現精細的調光控制。MAX25610B 具有 2.2MHz 開關頻率選項,可提供更緊湊的解決方案。
Rohm 還發布了一系列 LED 驅動器,可減少板面積以及汽車 LED 燈(包括 LED 尾燈(轉向/停止)、霧燈和轉向信號燈)的設計負載,特別適合兩輪尾燈應用。
具有內置 MOSFET 的四通道線性 LED 驅動器 IC 通過兩種新技術解決了對更簡單電路配置和散熱問題的需求。BD183x7EFV-M ( BD18337EFV-M / BD18347EFV-M ) 系列結合了專有的散熱電路和單獨的 LED 控制功能,專門為顯著減少 LED 燈的電路板面積和應用設計負載而開發。
散熱電路將傳統輸出通道的多個散熱端子整合到一個端子中,從而使 Rohm 能夠在緊湊的 16 引腳封裝中配置四通道、高輸出(150 mA/通道)驅動器。Rohm 表示,為了減少設計負載,散熱電路(通過將多個端子電路整合為一個)允許通常在單個步驟中完成每個通道所需的熱設計
單獨的 LED 控制功能可以用一個驅動器同時驅動兩個不同規格的車輛 LED 燈,而不是傳統上需要兩個驅動器。內置控制功能還允許設計人員在異常情況下選擇 LED 操作,以關閉所有燈或僅關閉故障燈串。Rohm 說,這允許通過單一設置遵守多區域法律。
其他關鍵特性包括支持順序照明的單獨調光功能,以實現更大的設計靈活性和多種保護功能,以保護 LED 驅動器和外圍電路。
對于先進的汽車后組合燈和車內照明,意法半導體提供 12 通道 LED 驅動器。ALED1262ZT在所有通道上均 具有獨立的 7 位 PWM 調光功能,可靈活控制尾燈、停止燈和指示燈,并具有動態效果。5.5 V 至 38 V 的輸入電壓范圍允許該驅動器用于直接連接電池的系統。
每個通道提供 19 V 的恒定輸出電流,用于控制多 LED 串聯燈串。可在 6 mA 至 60 mA 范圍內進行調整,以確保具有高最大亮度的寬調光范圍。
LED 照明驅動器支持來自主機微控制器的 I 2 C 命令,并提供兩種預編程配置,允許獨立操作以提供額外的靈活性。由于診斷功能,它還提供穩定性和可靠性,包括開路 LED 檢測和帶有熱關斷的過熱警告。
ALED1262ZT 專為低噪聲運行而設計,每個通道具有緩慢的開啟/關閉時間和擴頻時鐘操作,以簡化與其他車載電子設備的集成。該驅動器采用 6.4 × 7.8-mm 熱效率 HTSSOP24 裸露焊盤封裝。提供評估板。
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