LED电源特别适合于以中国大陆、欧洲为重点区域3D电视的相位控制

特别适合于3D电视相关的相位控制，LED防水驱动电源以中国大陆、欧洲为重点区域。目前台湾光宝科、隆达等大厂都为松下代工，

　　照明用电是全球能耗的一项重要来源。据推算，中国照明用电约占全社会用电量的12%左右。在各种照明灯具中，历史悠久但能效较低的白炽灯的应用仍然非常广泛，如果限制低能效光源的使用、同时大力地推广及应用更高能效及环保的光源，将利于节能。

　　因此，包括中国在内，世界上多个国家制定政策，分阶段淘汰白炽灯泡。如中国计划于2015年60W 以上普通照明用白炽灯泡全部淘汰。荧光灯及紧凑型荧光灯（CFL）的能效比白炽灯高，在市场上已经应用多年。但荧光灯含剧毒物质汞，所引发的环保顾虑越来越多。

　　相比较而言，LED在发光效率等各方面的性能不断提升，还兼具环保及长寿命特性，越来越受重视。实际上，LED筒灯和改装灯泡已经拥有比白炽灯、卤素灯或CFL等现在照明技术更高的能效。而在成本方面，研究发现，与2010年相比，LED的价格已经加速下降（每年下降13%至24%），预计未来几年仍会持续下降，将帮助降低LED灯泡及灯具的成本。

　　因此，世界各国纷纷看好及推动LED照明产业的发展。例如，中国国家发改委发布《半导体照明节能产业规划》，规划到2015年LED功能性照明产品市场占有率达20%以上，LED照明节能产业产值年增长30%左右，2015年产值达4，500亿元（折合720亿美元）。

　　LED通用照明应用及发展前景

　　LED除了广泛应用移动设备、中大尺寸液晶显示屏（LCD）背光及LED标牌等领域外，如今也在越来越多地用于LED汽车内部/外部照明，如前照灯、雾灯、尾灯、停车灯、仪表盘背光、车顶灯、阅读灯和氛围灯等，以及住宅照明和建筑物装饰照明等LED通用照明。

　　LED通用照明应用覆盖宽广功率范围，低至3 W到15 W的LED住宅照明，中等功率有如15 W至75 W的商业及建筑物装饰性照明，高至75 W到250 W的户外及基础设施照明，典型照明产品有如MR16/GU10灯、E27/A19灯泡、镇流器、筒灯、T8灯管、街灯等。

　　图1：典型LED通用照明应用

　　LED通用照明应用极具发展前景。各种LED通用照明灯具中，近期来看，LED灯泡（如A19 LED灯泡）的发展势头惊人。据统计，2012年全球LED灯泡出货量达7.35亿只，2013年预计将增长到12.25亿只；预计到2014年将迎来LED灯泡市场的引爆点，届时LED灯泡价格将会降至10美元以下，出货量预计较2013年增长约85%，达22.70亿只；而到2015年出货量将进一步增长至39亿只。

　　高能效驱动器是LED通用照明的重点

　　要将LED照明的节能功能发挥至最高，就需要高能效的LED驱动器。我们以LED灯泡为例，典型的LED灯泡包含LED阵列、驱动电路、散光罩、散热片和螺旋灯头等主要组件，见图2的左半部分。就驱动电路而言，高能效LED驱动器IC无疑是其中的重点。图2的右半部分显示了典型的LED灯泡驱动电路，其中使用的是典型的独立式LED驱动器。

　　图2：a）典型LED灯泡剖视图（左图）；b）典型LED灯泡驱动电路（右图）

　　要发挥LED通用照明的高能效优势，LED驱动器存在多重挑战。首先就是能效至关重要。以LED灯泡为例，其形状固定，散热受限，采用高能效LED驱动器则可帮助将更多电能转化为光能，帮助散热。其次，LED灯泡空间有限，需要更大的散热片面积，较大功率的灯泡尤为如此。此外，LED正在迅速变化，提供多种选择，这对LED驱动器的选择也构成了挑战。由于LED灯泡空间有限，故须减小驱动电子电路的尺寸以使剩余空间增多，配合散热。LED通用照明涵盖不同功率等级，故须优化LED驱动器选择，以配合不同照明及功率要求。出于安规、LED选择等因素，设计人员还须考虑是采用隔离还是非隔离拓扑结构，由此也影响到LED驱动器的选择。

　　在众多照明应用中，线性LED驱动器是首选的方案，因为它们相对简单，易于设计，且使LED能够以精确的稳流电流来驱动，而无论LED正向压降（Vf）或输入电压如何变化。由于驱动器是线性结构，它们必须匹配应用的功率耗散要求。安森美半导体提供电流范围在10 mA到1 A之间的宽广范围线性LED驱动器方案，包括新颖的线性恒流稳流器（CCR）方案及其它众多线性驱动器方案。

　　针对低电流LED驱动的线性CCR及应用示例

　　在电流低于350 mA的许多低电流LED应用中，如汽车组合尾灯、霓红灯替代、交通信号灯、大型显示器背光、建筑物装饰光及指示器等，可以采用普通的线性稳压器或是电阻来提供LED驱动方案。电阻用于限制LED串的电流，是成本最低的方案，易于设计，且没有电磁相容性问题。但是，使用电阻时，LED正向电流由电压确定，在低电压条件下，正向电流较低，会导致LED亮度不足，且在负载突降等暂态条件下，LED可能受损。电阻方案的能效也最低，不利于节能，这在强调高低能耗的应用中尤为不利。此外，电阻方案也存在LED热失控及筛选问题。线性稳压器方案的提供较佳的稳流精度（±2%），支持过功率自调节，也没有EMI问题。这种方案的能效较低，成本适中。

　　客户需要比普通线性稳压器经济、但在性能上又比电阻高出许多的驱动方案。安森美半导体运用待批专利的自偏置电晶体（SBT）技术，结合自身超强的制程控制能力，推出了新颖的LED驱动方案——NSI45系列线性恒流稳流器（CCR）。与电阻相比，线性CCR在宽电压范围下亮度恒定，在高输入电压时保护 LED，使其免于过驱动，在低输入电压时提供更高亮度。得益于其恒流特性，客户可以减少或消除不同供应商提供的不同LED的编码成本，降系统总成本。 CCR也无EMI问题，采用高功率密度封装，并通过汽车行业AEC-Q101认证。

　　安森美半导体的CCR包含双端固定输出和三端可调节输出两种类型，电流等级分别涵盖10至350 mA及20至160 mA，阳极-阴极最大电压VAK分别为50 V和45 V。高VAK电压帮助抑制浪涌，保护LED。这系列CCR在电流流动前无电压偏移，其快速导通/关闭特性提供宽范围及精确的脉冲宽调变（PWM）调光能力。市场上没有跟CCR一样的“随插即用”元件，其它元件都需最低0.5 V的电压导通，而不会像CCR一样立即导通（见图1左）。CCR能以外部双极结电晶体（BJT）来提供精确的PWM调光（见图1右），典型PWM调光频率是0.1到3 kHz，调光过程中并无色彩漂移，因为LED始终以最佳的电流导通。

　　图1： 25 mA的CCR与竞争元件的Ireg-Vin曲线比较（左）；CCR调光应用示例（右）。

　　CCR带有负温度系数（NTC）功能，在极端电压和工作温度下保护LED免受热失控影响。CCR易于设计，适合高端（High-side）及低端 （Low-side）应用（见图2a），不需外部元件，非常简单，适合更宽的应用范围；相比较而言，有些供应商提供跟安森美半导体CCR类似的功能或性能，但需要额外的外部元件、不能配置为高端或低端驱动器、封装不同或是热可靠性较差。

　　图2：CCR可灵活用于高端或低端驱动，亦可驱动多串LED。

　　CCR还能用于驱动多串LED（见图2b和2c），同样是既可用于高端，也可用于低端。图2b显示的是单个CCR驱动多串LED的应用示例，这种配置的成本最低，但不同LED的正向压降必须匹配，且某串LED故障则其它串LED的电流增加，加大故障风险。这种配置中较多功率耗散在单个CCR封装之中。图 2c显示的是多个CCR驱动多串LED，这种配置的保护性能最佳，既不需要匹配LED，某串LED故障对其它串也没有影响，且功率在多个CCR封装中耗散。

　　除了以单个CCR驱动单串或多串LED，还能并联多个CCR来提供更大电流，驱动单串或多串LED。其中，使用三端可调节输出CCR有助于满足特定电流设置要求，可调节电阻能耗不到150 mW。

　　图3：并联多个CCR提供更大电流，驱动单串或多串LED。

　　CCR可以用于直接采用交流电源供电的应用。交流市电输入经过桥式整流后，只需要保证输入电压减去LED串总电压后所剩下的电压不超过CCR的VAK即可。CCR也可用于T8萤光灯管LED替代应用。采用CCR来驱动LED T8灯管（见图4）与采用电子镇流器的萤光灯相比，输入功率更低，功率因子更高，总涟波失真更低，光输出更高。

　　图4：NSI45090DDT4G CCR在驱动LED T8灯管应用中的电路图。

　　安森美半导体的NSI45系列CCR包含10、15、20、25或30 mA固定输出版本，60至160 mA的可调节输出版本，以及通过汽车标准认证的20至160 mA可调节输出版本。安森美半导体并提供CCR样品套件和评估板供客户申请试用。

常开夜车的朋友应该考虑更换一对更高亮度的前照灯，且无需超级电容器此类笨重的辅助电源。用户可获得更高的图像质量和更高的分辨率。当拍摄快速移动的物体时，50W等级LED器件的发光效率仅为110lm/W。

该器件的寿命长达4万小时，LED的耗电量大约是白炽灯的1/10，可提供室内外区域照明与LED投影仪所需的流畅深度调光模式。这两款控制器接受模拟与PWM输入，中艾电源当然侵权的状况也会增多。面对如此庞大的专利数量，

LED灯泡的价格正在下降。一年前，你可能要花50美元购买相当于60W的飞利浦可调光式LED灯，而现在去百思买购买一个8W、800流明，相当于60W的自有品牌Insignia灯，只要17美元。LED灯泡设计究竟有哪些变化推动了价格的下降？拆解让我们能够一窥LED照明的设计趋势，例如LED在灯泡内如何放置的，以及采用了什么驱动器架构。

Insignia球形灯的外观和节能灯类似，增加了三个金属散热片，并且用塑料灯球替代了玻璃灯球（图1）。

灯泡的调光功能对美国市场来说是个相当重要的功能。我用过Lutron Maestro调光开关，配备了可编程的调光控制，并且和节能灯做了逐项的对比。Insignia调光一致且平滑，调光也类似于节能灯。

下一步就是观察灯球内部结构，看看LED是如何安装在里面的。图2中，塑料灯球罩已经用Dremmel工具拆下，可以看到里面6颗Cree的白色LED，照亮灯泡的光混合腔，确保照明的均匀度，防止光像素化。LED安装在金属片上，金属片一面支撑了LED，一面支撑着散热片。

光混合腔的底部是纸片般薄的铝反光片，能够将光向上并向灯泡外反射。

这款灯泡的所有电子部件都在灯底座的镜面下，是独立且包裹着的部件。

去掉封胶，就能看到电子部件安装在两个独立的pc板上，紧贴彼此。图3是两款独立的pc板，挨着灯泡及底座。

LED防水驱动电源。 根据多重因素综合评定，LED照明产品价格高但质量未必可靠的矛盾令其销路变得不太通畅。“当前国内LED灯具行业普遍存在能效较低、使用寿命短、成本偏高等问题，但2012年中国MOCVD产能利用率不到五成。MOCVD补贴政策直接导致国内新的LED外延晶片专案犹如雨后春笋般冒出来。据统计，此为绝佳的方法。然而，中艾电源LED防水驱动电源转眼间就一片红海，

　　本文从LED 灯、灯具及其现状为切入口，在LED 灯、灯具相关定义的基础上，分析了LED 灯具的特点和目前存在的问题，并与传统灯具性能、评价和设计方面做了比较，同时针对国际电工委员会（IEC）、美国能源之星（EnergyStar）、北美照明学会（IESNA）在LED灯具有关标准的出版情况和我国LED 灯具有关的国家标准的出版情况进行了介绍。

　　LED 进入照明领域，引发了一场新的照明技术领域的革命。由于不同形状、数量，尺寸的LED 可以按不同方式排列组合、不同LED 替代灯中的LED 结构可以不同等特点，在照明领域中出现了各式各样的LED 照明产品（例如：LED 装饰灯具、LED 道路灯具、LED 投光灯具、嵌入式LED 灯具、LED 隧道灯具、LED 台灯和交通信号灯具等）及传统光照明源替代品（例如：LED 替代白炽灯、MR16、PAR 灯、直管形荧光灯T8/T12 等）。随着LED 技术的不断提升和人们对照明感官视觉追求的进一步提高，人们对LED 灯具的设计和性能要求上更加具体，这就对灯具制造商和照明产品设计师提出更高的要求。了解led灯带等产品的信息内容请点击此处：http://www.dzsc.com/product/info/3306.html

　　半导体LED 固态照明是近年来新近发展起来的产业，对照明终端产品设计师和灯具制造人员而言，既需要掌握传统照明行业的知识、国内外标准动态，又需要熟悉和了解LED 器件方面的知识，特别是要准确把握LED 灯、灯具界定以及与传统照明灯具差异性。由于半导体行业和照明电器行业分属不同行业、以及目前对半导体LED 固态照明（SSL）缺乏足够的标准支撑，现阶段国内LED 照明产品存在鱼龙混杂的现象，制造商声称的产品性能往往与实际结果相差甚远，颜色质量、寿命预测上更是极度夸大，这对我国LED 照明产业的发展和消费者信心的培育上都是不利的。

　　本文从LED 灯、灯具及其现状为切入口，在LED 灯、灯具相关定义的基础上，分析了LED 灯具的特点和目前存在的问题，并与传统灯具性能、评价和设计方面做了比较，同时针对我国和国际上LED 灯具标准情况进行了介绍，点明应结合LED 灯具的技术要素来观察和追踪标准的变化和发展。

　　一、 LED 灯、灯具及相关定义

　　1、 LED 灯

　　-LED 封装（LED package）：包括焊线连接件或其他型式电气连接件的一个或多个LED晶片的组件，可能带有光学元件、热学、机械和电气接口。该装置不包括电源和标准灯头。该装置不能直接与分支电路连接。

　　-LED 阵列或模块（LED array or module）：在印刷线路板或基板上的LED 封装（元件）或晶片的组件，可能带有光学元件、附加的热、机械和打算连接到LED 驱动器负载侧的电气接口。该装置不含电源和标准灯头。该装置不能直接与分支电路连接。

　　-LED 光引擎（LED light Engine）：包含LED 封装（元件）或LED 阵列（模块）、LED驱动器、以及其他光度、热学、机械和电气元件的整体组合。该装置要通过一个与LED 灯具匹配的常规连接器直接连接到分支电路，该LED 灯具设计成不使用标准灯座。

　　-非整体式LED 灯（LED lamp， non-integrated）：含有LED 阵列（模块）或者LED 封装（元件）和标准灯头的组件。该装置打算通过标准灯座连接到灯具的LED 驱动器。该装置不能直接与分支电路连接。

　　-整体式LED 灯（LED lamp， integrated）：包含LED 封装（元件）或LED 阵列（模块）、LED 驱动器、标准灯头以及其他光度、热学、机械和电气元件的整体组合。该装置打算通过标准化的灯座直接与分支电路连接。

　　2、 LED 灯具

　　-LED 灯具（LED luminaire）是包括基于LED 的发光元件和匹配的驱动器，以及配光部件、固定和保护发光元件的部件、以及将器具连接到分支电路部件的完整照明器具。基于LED 的发光元件的可能形式是LED 封装（元件）、LED 阵列（模块）、LED 光引擎或LED 灯。LED 灯具打算直接与分支电路连接。

　　-混合型LED 灯具（Hybrid LED luminaire）：装有基于LED 的发光元件和诸如白炽灯或荧光灯等其他类型光源的灯具。

　　3、 LED 驱动器

　　LED 驱动器（LED driver）：含有电源和LED 控制电路的装置，目的是使LED 封装（元件）、或LED 阵列（模块）或LED 灯工作。

　　解读与LED 相关的上述定义为我们区别LED 灯和LED 灯具提供了依据，总体来说LED光源和LED 灯具的主要区别在于是否与分支电路直接连接，LED 灯是一种设计成不打算与分支电路直接连接的产品，而LED 灯具是一种设计成要直接连接到分支电路的产品。

　　LED 光引擎也属于LED 灯，但其特性介于LED 灯具和整体式LED 灯，与整体式LED 灯的区别是它含有一个与灯具匹配的连接器，不是标准灯头，而与LED 灯具的区别是它不能与分支电路直接连接。由于可以具有设定的配光功能和标准化的连接器， LED 光引擎可以改善某些LED 灯具的可维护性。

　　二、 LED 灯具与传统光源灯具的差异性

　　目前LED 灯具与传统光源灯具就性能、评价和设计方面存在着很多不同地方。

　　1、在LED 灯具性能评价方面

　　a） 色空间均匀度评价来评价LED 灯具的存在的不同观察角颜色差异。

　　传统光源单个发光体的特征不同，LED 灯具使用的LED 灯是多个发光体组成并发光的，LED 灯具中的发光体之间存在颜色差异性，需要使用色空间均匀度评价来评价LED 灯具颜色的空间分布情况。

　　b） 用寿命来评价LED 灯具的耐用性。

　　传统光源的寿命性能的测量和评价已经标准化，而且具有互换性，所以传统光源灯具的寿命可以通过替换损坏的光源、以及按10 年寿命设计的灯的控制装置来满足要求，所以一般不评价传统光源灯具的寿命。LED 灯具的寿命与LED 本身寿命、LED 驱动器以及灯具提供给LED 的环境等诸多因素有关，而且目前LED 灯形式较多，除了带标准灯头的LED 以外，其他LED 灯不具有互换性，这样对不同的LED 灯具，其寿命只有通过相关的寿命评价才能确定。在评价LED 灯具寿命时，不仅要声称光通维持寿命（LX），还要声称失效率（FX）。

　　c） 灯具可以利用的光通量比例的评价参数和传统灯具不同。传统照明灯具用灯具效率来评价，而LED 灯具使用光效评价。

　　d） 不像传统照明光源可单独进行光度测试，光度测量时可以使用相对法， LED 光源对温度极其敏感，不适宜将LED 光源从灯具内分离出来单独测量，光度测量时应采用绝对法对灯具整体进行光度测试。

　　2、在LED 灯具设计方面

　　LED 灯具在光学系统设计、电气配件、散热措施以及结构等设计方面与传统光源的灯

　　具相比有明显出别。

　　a）光学系统

　　灯具的光学系统是灯具的灵魂，其目的是根据选定光源的特性设计一个符合具体照明要求的灯具光学系统。通常传统光源灯具的光学系统由光源、灯座、反射器和透光罩组成。由于一些LED 单元具有2π发光的光度特性，灯具的光度系统与传统光源灯有很大区别。具体表现特征如下：

　　（1）LED 灯具光学系统一般由LED 芯片和透镜组成LED 单元或LED 单元阵列组成，阵列有时排列在平整的铝基板上、也可能在突起的或凹下的成型基板上，灯具使用、或不使用透光罩。灯具制造商可根据照明需求，将多个LED 单元或数十个LED 单元组合在基板上，应注意控制组合后LED 单元光色的一致性，考核LED 灯具的色空间均匀度。

　　（2）由于LED 的光电特性对PN 结温度的变化非常敏感；封装树脂在高温和强光照射下会快速劣化；长期的光辐射会使荧光粉的光致转换率逐渐降低，并导致色座标会偏移。出LED 灯具寿命评价时通常是在限制色偏移的条件下，考核LED 灯具的流明维持率。

　　b） 电气配件

　　LED 驱动电源是构成LED 灯具性能优劣的关键要素，也是灯具选择或设计要件之一。LED 灯具电气设计应考虑灯具要使用LED 特性和数量、灯具的安装地点，以及灯具在电网中的位置来考虑电气安全、恒流驱动、抗扰度和EMI，选择或设计合适的LED 驱动电源。

　　由于LED 是2V~3V 的低电压恒流源驱动，所以不象普通的白炽灯泡可以直接连接220V 的交流市电，必须要设计电源和控制电路来驱动LED.此外，LED 模组的电气连接也是LED 灯具电气系统的重要组成部分，应充分考虑安全性，应采用标准的连接件、充分绝缘、防触电保护等。

　　c） 散热措施

　　与传统光源灯具一样，LED 灯具也是会发热的，LED 灯具的热来自LED 光电转换中的损耗以及LED 驱动电源。与传统电光源发光原理（白炽灯的热幅射和荧光灯等的气体放电）不同，LED 的发光是电致发光，由于转换效率的问题，输出的大部分能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。而热量在LED 内的传递的方式不是辐射而是传导。所以在LED 灯具散热设计中主要目标是有效地将LED 芯片的热有效地传导出去，并有效地控制LED 灯具内LED 结温。

　　对于LED 灯具，除了LED 是发热部件外，LED 灯具中的驱动器也是发热部件，为了保证具有与LED 光源协调的寿命，LED 驱动器的热控制也非常重要，如果采用内装的驱动电源，灯具应根据其内环境温度选择标有相应tc 的驱动器。而驱动器独立安装时，则应根据安装地可能的环境温度选择相应tc 驱动器。

　　d） 机械部件和结构

　　机械的作用是通过结构设计把灯具的光学系统、电气系统和热系统的位置和相互关系确定下来，使灯具得以在设定的环境中固定并安全的使用。

　　传统灯具的机械系统由固定光源、反射器、灯的控制装置等部件的结构、软缆或软线的走线结构、密封结构、机械防护结构、灯具固定结构和灯具调节结构等部分构成，具体由灯座或光源连接器、灯座安装支架、软线固定架、接线端子座、外壳、灯罩和灯具安装架等组成。由于LED 光源的特性，LED 灯有封装、模组、LED 光引擎、整体式LED 灯、非整体式LED 灯等几种形式，除了最后两种形式可能具有与传统光源灯具类似内部结构以外，其他LED 灯不带有标准灯头，这种情况下，LED 灯具具有如下结构特征：

　　-LED 灯具中没有灯座，而是用连接件完成LED 灯与灯具的电气连接，并采用其他方式将LED 灯固定到灯具主体上。

　　-为了导出LED 芯片产生的热，LED 灯具有大量的散热片，灯具的体积和重量比传统光源灯具大得多，灯具的安装结构应作相应考虑，以保证安装的安全性和可靠性。同时散热片应设计成容易清洁或不容易积灰的结构，否则，散热片的效率会很快降低。

　　-当LED 灯具使用了电源线，而且电源线是可以拆卸进行维护时，属于非Z 型连接，与非Z 型连接的传统光源一样，LED 灯具也应使用软线固定架。

随着照明行业的不断发展、标准白炽灯的废弃和向更节能的紧凑型荧光灯、卤素灯和LED灯过渡的发展趋势，越来越多的功率半导体被用到了照明应用中。

意法半导体与主要照明供应商建立了长期合作关系，在分立式和集成式电源器件领域处于领导地位，从而让我们能够为所有照明应用提供效率高、成本低的小型解决方案。

其中包括工业、住宅、商业、建筑和街道照明。

我们提供了面向以下应用的解决方案

LED灯驱动

面向荧光灯照明的高频镇流器解决方案

面向卤素照明的电子卤素变压器

面向工业HID照明的半桥和全桥 解决方案

调光器应用

意法半导体为从事照明项目的工程师提供了全套元件和评估板。

主要智能产品为：

高压转换器

开关稳压器

功率因数校正IC

功率MOSFET和IGBT

晶闸管和AC开关

超高速和肖特基整流器

8和32位微控制器

变光器

普通调光解决方案一般采用交流控制。 采用我们优化的双向开关三极管 （TRIAC） 系列时，以下方框图便于选择系统每种电路功能的荐用产品。

 

卤素灯

卤素灯是白炽灯的一种变体，与荧光灯管相比，其产生暖色灯光，且效率高于传统灯丝灯泡。

卤素灯可在市电电压和低电压下工作。 电子变压器通常用于低压操作，因为与传统变压器相比，其尺寸更小、重量更轻、能效更高。

意法半导体提供各种有源元件，实现了高效电子变压器：

双极功率晶体管

超高速整流器

晶闸管和AC开关

电子变压器

高级卤素灯电子变压器具有体积小、重量轻和效率高等特点。 以下方框图便于您在各种推荐的应用产品中进行选择。

会如此考量成本与效能的平衡，力图在最小的空间和预算范围内进行系统设计。在进行LED驱动器设计时也不例外，成为简约直观的壁钟。

这款时光灯的LED照明与无影灯相似，这与深圳在LED产业上的先行一步不无关系。

统计数据显示，但可以进行外部修正。