核心觀點：

• LED照明進入各領域
  ，但通用照明滲透率最低
• LED通用照明可望在5年內開始進入主流家庭應用
• LED通用照明的普及類似於當年半導體產品的普及
• 不同功率應用需要不同的LED驅動方案

在(zai)當(dang)今(jin)電(dian)能(neng)需(xu)求(qiu)與(yu)生(sheng)產(chan)日(ri)趨(qu)失(shi)衡(heng)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)，最(zui)有(you)效(xiao)的(de)因(yin)應(ying)途(tu)徑(jing)就(jiu)是(shi)提(ti)升(sheng)能(neng)效(xiao)，即(ji)利(li)用(yong)技(ji)術(shu)，以(yi)更(geng)少(shao)的(de)電(dian)能(neng)來(lai)執(zhi)行(xing)相(xiang)同(tong)的(de)任(ren)務(wu)或(huo)功(gong)能(neng)。電(dian)能(neng)使(shi)用(yong)涉(she)及(ji)眾(zhong)多(duo)的(de)領(ling)域(yu)，以(yi)常(chang)見(jian)的(de)建(jian)築(zhu)物(wu)為(wei)例(li)，據(ju)有(you)關(guan)資(zi)料(liao)統(tong)計(ji)
，美(mei)國(guo)建(jian)築(zhu)物(wu)總(zong)能(neng)耗(hao)中(zhong)約(yue)有(you)30%的能耗源自照明領域，而中國的估計也達到約11%至12%。由此看來，照明域的節能潛力巨大。

安森美半導體LED通用照明及電源營銷和係統工程總監Laurent Jenck（鄭樂康）指出，以一款典型的100 W白熾燈為例
，其中約有95 W的電能轉化為熱量，剩餘的僅5 W電能轉化為光。因此，世界上許多國家都開始逐步淘汰一般的白熾燈，鼓勵使用節能燈。與白熾燈相比，緊湊型熒光燈(CFL)和線性熒光燈(LFL)等節能燈的能耗大幅下降(僅相當於白熾燈的約1/5)

，但這些傳統節能燈中包含劇毒化學物質汞
，對環境有不良影響。另一方麵
，高亮度發光二極管(HB-LED)近年來在光輸出、能效(efficacy)及成本等方麵全麵改善，同時結合小巧、低壓工作及環保等眾多優勢
，正在照明領域掀起革命。

LED照明進侵各領域

，應用將更普及

如今，在屏幕尺寸小於4英寸的手機、相機閃光等移動設備應用中，及路邊及體育場中大型顯示屏應用中，LED照明，或稱固態照明(SSL)，幾乎占據了100%的份額。除此之外，LED照明也向其它領域邁進。如在汽車應用中
，LED照明占據約15%的份額。而在較大液晶顯示屏(LCD)背光應用中，雖然冷陰極熒光燈(CCFL)如今仍然占據主導地位，但LED照明的總滲透率也達到約20%，參見圖1。特別是在備受矚目的大尺寸液晶電視背光應用中，據Laurent Jenck指出
，預計LED背光的液晶電視在未來3到4年間
，將占據至50%的份額。

圖1：LED照明在各種應用的滲透比例

相比較而言
，LED照明在燈泡
、嵌燈

、街道及區域照明、任務燈、景觀照明
、商業建築物照明及廣告牌文字電路照明等通用照明領域的滲透比例還偏低

，目前小於2%，遠低於其它照明類型。但LED照明具有高能效等優勢，讓其在通用照明市場也極具應用潛力。例如，安森美半導體對從零售商店購得的一款鹵素台燈(采用35 W燈泡)進行重新設計，原鹵素燈中無電子組件，僅含1個較重的60 Hz變壓器。這鹵素燈在120 Vac條件下的輸入功率為41.7 W，在0.5米距離處測得的光亮度為744流明。重新設計的台燈采用LED模塊，燈底部采用安森美半導體NCP1014自供電單片式開關穩壓器，在120 Vac條件下輸入功率為10.9 W，即能耗僅相當於鹵素燈的1/4；同時
，這LED台燈在同等距離條件下測得的光亮度為795流明，更優於鹵素燈
，其72.9流明/瓦(lm/W)的能效(efficacy)更是數倍於鹵素燈(17.8 lm/W)。

當然，價格是LED照明在通用照明領域快速普及的一項製約因素。不過
，安森美半導體的Laurent Jenck援(yuan)引(yin)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)發(fa)展(zhan)曆(li)史(shi)指(zhi)出(chu)，當(dang)半(ban)導(dao)體(ti)技(ji)術(shu)剛(gang)剛(gang)問(wen)世(shi)
，其(qi)成(cheng)本(ben)非(fei)常(chang)高(gao)昂(ang)以(yi)至(zhi)於(yu)應(ying)用(yong)局(ju)限(xian)在(zai)美(mei)國(guo)軍(jun)方(fang)的(de)對(dui)成(cheng)本(ben)不(bu)敏(min)感(gan)的(de)應(ying)用(yong)中(zhong)，如(ru)軍(jun)事(shi)衛(wei)星(xing)

；但dan隨sui著zhe應ying用yong範fan圍wei的de拓tuo廣guang及ji應ying用yong的de增zeng多duo，半ban導dao體ti產chan品pin最zui後hou進jin入ru消xiao費fei市shi場chang，廣guang泛fan應ying用yong於yu我wo們men日ri常chang工gong作zuo生sheng活huo的de各ge個ge角jiao落luo。因yin此ci，隨sui著zhe應ying用yong的de增zeng多duo，LED照明的價格/成本將可逐步趨向消費應用。Laurent Jenck預計，LED通用照明可望在5年內開始進入主流家庭應用。

世界各地的規範機構也在積極製定和發布相關的LED照明能效規範。如美國“能源之星”的1.1版固態照明規範於2009年2yuekaishishengxiao。zheguifanduijuguangdenghuohuwaidengdengbutongchanpindeyingyongnengxiaoyaoqiugebuxiangtong
，bingqiebaohangonglvyinshuyaoqiu。jiuzhongguoeryan，fuzenengxiaobiaozhunshedingdezhongguobiaozhunhuayanjiuyuanzhengqiantouzhunbeizailainianyanjiuzhongguodeLED照明能效標準。
 
以寬範圍
、高能效及創新的驅動方案促進LED照明發展

由於LED照明應用前景廣闊
，要促進它的不斷發展，必須針對不同的LED照明應用選擇適合的驅動方案。如在電池供電的移動設備背光應用中
，可以采用不同的LED驅動技術，如線性電流驅動器



、電感升壓型開關穩壓器、電荷泵型驅動器等。這幾種驅動技術各有其特點及要求，所以能配合客戶的需要為他們提供最適合其產品應用的LED驅(qu)動(dong)技(ji)術(shu)。如(ru)線(xian)性(xing)電(dian)流(liu)驅(qu)動(dong)器(qi)簡(jian)單(dan)易(yi)用(yong)
，無(wu)開(kai)關(guan)噪(zao)聲(sheng)，而(er)且(qie)外(wai)部(bu)元(yuan)件(jian)數(shu)量(liang)極(ji)少(shao)，但(dan)這(zhe)種(zhong)驅(qu)動(dong)器(qi)的(de)正(zheng)向(xiang)電(dian)壓(ya)必(bi)須(xu)低(di)於(yu)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)
，且(qie)能(neng)效(xiao)與(yu)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)及(ji)LED正向電壓有關。電感升壓型開關穩壓器的LED串電流匹配度極佳，且在電池線路電壓範圍內具有極高能效，支持長串LED大功率/高gao壓ya工gong作zuo。電dian荷he泵beng型xing驅qu動dong器qi典dian型xing產chan品pin采cai用yong基ji於yu電dian容rong的de開kai關guan拓tuo撲pu結jie構gou，並bing集ji成cheng線xian性xing驅qu動dong器qi用yong於yu緊jin密mi電dian流liu匹pi配pei，具ju有you高gao開kai關guan頻pin率lv，外wai部bu元yuan件jian數shu量liang極ji少shao。

而在汽車應用中
，根據電流大小的不同，同樣需要采用不同的LED驅動器。例如，汽車中一個新的趨勢,是在電流常常僅數十毫安(mA)的de組zu合he尾wei燈deng應ying用yong中zhong以yi線xian性xing恒heng流liu穩wen壓ya器qi來lai替ti代dai目mu前qian常chang用yong的de是shi電dian阻zu型xing驅qu動dong器qi。電dian阻zu型xing驅qu動dong方fang案an簡jian單dan且qie成cheng本ben低di，但dan能neng效xiao極ji低di
，還hai麵mian臨lin高gao壓ya時shi大da電dian流liu應ying力li
、LED編碼及熱失控等問題或挑戰。有鑒於此，安森美半導體推出了創新的雙端及三端型線性恒流穩壓器(CCR)，它們采用安森美半導體正待批專利的自偏置晶體管(SBT)jishu
，jiehegongsizaigongyikongzhifangmiandezhuanchang，tigongdichengbenyoushi，zhichikuandianyafanwei，tigongbidianzuxingqudongqigenggaodenengxiaojijiaogaodewenliujingdu，binggengliyubaohuLED。

其它應用，如建築物照明中，同樣可以采用安森美半導體的高能效LED驅動方案，如CAT4103

、CAT4109三通道線性恒流驅動器是高亮度RGB LED驅動器，應用於新興的高亮度
、高視覺衝擊力LED建築物照明中的RGB LED像素控製。而CAT4106是多通道升壓型LED驅動器，適合較大尺寸的通用LCD背光應用
，能夠驅動多達40個白光LED，提供總計達6 W的LED輸出功率
，並幫助設計人員提升背光能效至最高。此外
，采用LED背光的大尺寸液晶電視日趨多，其中尤以側光式LED背光為主
，通常需要采用6個單串的LED光條(每串LED視為一個LED道)。現有6通道側光式LED電視中每個LED通道均含有專用驅動器IC、電感型DC-DC升壓轉換器及及開關。而安森美半導體應用於大尺寸側光式LED背光液晶電視的多通道線性LED驅動器CAT4026是一種高性價比方案，支持高數量的通道，能以單顆IC控製6個LED通道，能效目標範圍高於90%，能效典型值量多達94%
，且針對 LED開路和過多LED短路等故障條件提供保護。CAT4026的簡略應用示意圖參見圖2。
 

圖2：基於安森美半導體CAT4026的大尺寸LED背光液晶電視多通道線性側光方案

而在通用照明應用方麵，不同功率應用同樣需要不同的LED驅動方案。如在低功率應用中，可以采用安森美半導體的NCL30000帶功率因數校正的離線式LED驅動器，兼容TRIAC調光。這種驅動器直接驅動LED
，並帶緊密的恒流輸出穩流；功率因數高於0.9，符合IEC C類諧波含量標準, 超出“能源之星”的規範；處於5至15 W的低輸出功率電平時，能效高於80%
，典型能效高於83%，非常適合這類通用照明應用。而在大功率的街道照明應用中，可以采用安森美半導體的NCP1607 PFC控製器加NCP1397諧振半橋控製器這樣的整體式方案，能效達92%-93%
，並降低電磁幹擾。

總結：

隨著LED在光亮度、能效及成本方麵的全麵改善
，LED照明正從小尺寸移動設備背光、相機閃光
、大型顯示屏等專業細分應用進一步擴展開來，邁進汽車照明
、較大LCD背光甚至通用照明市場
，前景備受看好。瞄準這些應用的設計人員需要選擇高性能
、高能效的LED照明驅動方案。