從市場需求看LED照明電路設(shè)計

　　LED照明雖然后勢看好，產(chǎn)業(yè)界也在LED芯片領(lǐng)域投入不少心力，但就電路設(shè)計而言，它仍然是驅(qū)動LED光源的重要角色，即便芯片與封裝作得再好，電路設(shè)計不佳也是徒勞，概括來看，LED照明的電路設(shè)計仍不脫體積、成本幾個基本的重點，但PFC也是重要的參考指標(biāo)之一。

　　從整體的LED照明系統(tǒng)來觀察，LED芯片與封裝領(lǐng)域占了整體成本相當(dāng)高的比重，不過，電路設(shè)計雖然比重不高，但畢竟是訴求節(jié)能省碳的關(guān)系，如何在功耗上能降低其功耗就成了系統(tǒng)業(yè)者必須思考的課題，但另一方面，LED照明也面臨到成本、使用壽命與體積等諸多設(shè)計要求，在同時面臨諸多要求的情況下，系統(tǒng)業(yè)者也將壓力轉(zhuǎn)嫁給半導(dǎo)體業(yè)者，也讓半導(dǎo)體業(yè)者在解決方案的提供上也面臨了些挑戰(zhàn)。安森美半導(dǎo)體運算暨消費性產(chǎn)品事業(yè)群技術(shù)營銷經(jīng)理林志彥指出，就他本人觀察，照明業(yè)者對于電路設(shè)計是相當(dāng)陌生的，這一類的問題，通常會交由半導(dǎo)體業(yè)者來想辦法解決，而照明業(yè)者能花更多的心力在機構(gòu)、光學(xué)、散熱與外型設(shè)計上，以達事半功倍之效。 

　　林志彥進一步指出，由于照明業(yè)者對于電路設(shè)計相當(dāng)陌生，但為了配合外型或是機構(gòu)設(shè)計等要求，半導(dǎo)體業(yè)者必須站在配合的角度盡可能協(xié)助客戶解決所有的問題，加上又需要快速量產(chǎn)，在開發(fā)電路板的設(shè)計上，也盡可能朝向能以“馬上出貨”為目標(biāo)，盡可能在最短時間進入出貨的流程。

　　應(yīng)用不同 電路設(shè)計概念也略有差異

　　LED照明的應(yīng)用領(lǐng)域大致上可分為室內(nèi)、室外與車用照明等類型，雖然這三類領(lǐng)域仍可細(xì)分相當(dāng)多的類別，但總歸來看，電路設(shè)計并無太大的差異，較具有差異性的，大多是在作業(yè)溫度、系統(tǒng)體積、可靠度與成本等因素。舉例來說，室內(nèi)照明應(yīng)用，像是家用或是商用領(lǐng)域，就會較為注意成本與系統(tǒng)體積問題，若是室外照明，可能較不需要考慮到成本，但在作業(yè)溫度與可靠度等，就會相對來得重要。至于車用照明，雖然無需AC-DC組件的幫助，但畢竟與人身安全有高度關(guān)聯(lián)，在可靠性與壽命等方面也就會格外要求。  

　　室內(nèi)與室外 要求不同 

　　室外照明與室內(nèi)相較，其作業(yè)環(huán)境較為嚴(yán)苛，供貨業(yè)者的水平落差較大，而現(xiàn)階段的室外照明也尚無一個較為明確的標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)期未來室外照明市場要進一步成長，仍然需要一段時間。但撇開外在環(huán)境不談，事實上，室外照明的功率需求較高，其主要的原因在于LED燈較多，進行串聯(lián)后，功率也會隨之增加，若是以并聯(lián)方式進行，也會面臨到導(dǎo)通電壓的問題，因此若要往室外照明發(fā)展，其解決方案必須相對完整，才能滿足設(shè)計要求。

　　室內(nèi)與室外照明都會需要AC-DC組件，來進行交直流電的轉(zhuǎn)換，但仍需DC-DC的協(xié)助以點亮LED光源，雖然兩類組件都相當(dāng)重要，但前者必須承載110V或 220V的高電壓，就進入門坎來說較為不易，后者進入門坎低，競爭則較為激烈。

[$page]　　IR（國際整流器公司）LED部門經(jīng)理Peter Green表示，室內(nèi)和室外的LED照明都會選用脫機電路，且一般取決于的功率大小和應(yīng)用的安全要求。在低功率應(yīng)用，不是在不用隔離的情況下使用降壓轉(zhuǎn)換器，就是需要隔離但采用返馳式轉(zhuǎn)換器。外部裝置可能更需要隔離，因為它們必須能夠防潮，以防止電擊的風(fēng)險。 

　　在更大型的LED照明器具中，如街道照明，其功率一般超過50W，相關(guān)的隔離型設(shè)計將很可能采用一個包括前端和后端級的二級電源架構(gòu)。前端級將提供功率因子校正，而后端級將提供隔離和調(diào)節(jié)電流，以驅(qū)動LED負(fù)載。

　　就電路設(shè)計上，室外與室內(nèi)照明并無太大差異，主要的差別是在作業(yè)溫度上，大約需要到攝氏85度到105度左右，但若是日本地區(qū)，可能就要高達125度的水平，可見光以室外的作業(yè)溫度要求，其門坎就相當(dāng)?shù)母�。室外照明除了作業(yè)溫度特別要求外，在安規(guī)上也幾乎可與工業(yè)等級比擬，不論是在可靠度、產(chǎn)品壽命或是預(yù)防雷亟等，這些也都是室外照明所需要考慮到的地方。

　　車用照明要求有別 安全仍是首要考慮 

　　至于在車用照明方面，也會有溫度方面的要求，美國國家半導(dǎo)體（NS）亞太區(qū)資深市場工程師陳廣基表示，車用照明無需使用AC（交流電），是直接采用12V的DC（直流電），電路設(shè)計上相對容易，但一般的車用照明溫度要求大致上為攝氏105度左右，加上溫度的變化會影響供電的穩(wěn)定性，再者，應(yīng)用環(huán)境是屬于車用領(lǐng)域，也要考慮到安全性、可靠度、壽命與穩(wěn)定度等相關(guān)要求，因此電路設(shè)計的難度并不亞于其他應(yīng)用領(lǐng)域。 

　　Peter Green也補充說明指出，汽車用LED驅(qū)動器采用低壓DC電源，這些應(yīng)用在尾燈、內(nèi)燈、前燈和顯示背光燈之間有相當(dāng)大的分別。對部分的應(yīng)用來說，低電流LED使用簡單線性調(diào)整已經(jīng)足夠。在其他情況下，如在功率相對較高的前燈應(yīng)用中，就需要一個切換式電源供應(yīng)器，并且可以采用幾種可能的電路拓樸，包括升壓、降壓-升壓或SEPIC。這樣的LED驅(qū)動器需要能夠承受汽車中可能出現(xiàn)的高浪涌電壓。

　　PFC要求各異但方向趨于一致 

　　值得一提的是，由于PFC（功率因子校正）也成為LED照明所在意參考數(shù)值之一，PFC值愈高，會讓電路設(shè)計愈加復(fù)雜，也在無形中增加成本，但此一作法，也會犧牲系統(tǒng)面積，這對于家用或是商業(yè)照明的照明系統(tǒng)有著相當(dāng)高的設(shè)計難度，尤其是在日本，PFC數(shù)值的要求也一直在提高，這也讓半導(dǎo)體業(yè)者大傷腦筋。 

　　恩智浦半導(dǎo)體（NXP）大中華區(qū)照明產(chǎn)品營銷資深經(jīng)理陳嶸認(rèn)為，不同國家所制定的政策法規(guī)各有差異，像是日本的政策運行時間較早，不論是T5、T8都已開始陸