无疑，技术水平的提高将有助于推动LED照明在家庭中的成功应用。高亮度LED的发光效率在过去几年中已得到巨大提升，随着发光效率、使用寿命、可靠性等的不断提升，LED照明的市场吸引力和应用价值将会不断提高，在家庭中的采用率也将因此而逐步提高。除了价格之外，要想产品真正在家庭市场具有竞争力，高亮度LED照明解决方案还必须提供可调光的选择。通过增加调光功能，以便用户根据实际需要调节灯的亮度，也有助于降低功耗。

可靠性和散热设计面临挑战

      进行LED照明系统设计时，工程师必须应对的关键挑战是在保持极高可靠性同时降低成本。安森美半导体照明及智能电网市场营销总监郑乐康表示，为降低家用LED照明系统的成本，设计工程师往往倾向于使用较低等级的元件，如更低额定温度的电容或精度更低的电阻。如果在家用LED照明系统的电子驱动器部分使用较低额定温度的电容，而这些额定温度较低的电容很可能在使用几年(3到5年)后失效。那么，最后的局面将会是LED照明系统中LED本身的寿命长达5万到10万小时(15到20年)，但电子驱动器由于可靠性问题仅能存续3到5年。因此，工程师在设计时不能以牺牲可靠性为代价，并应确保电子驱动器的可靠性和寿命与LED的可靠性和寿命匹配。

 

 

 

      良好的散热管理和高效驱动电路是实现高效LED照明系统的重要保障，“否则将有可能造成系统可靠性降低、光衰甚至产品失效。对于驱动部分而言，高效的热管理同样是必需的，通过提升转换效率可以减少损耗，从而减少热量的产出。从控制器的设计到组件的选择都需要注意。”台湾聚积科技LED照明产品线项目副经理苏醒强调。散热处理不当将会加速亮度衰减，进而降低产品的亮度与使用寿命。此外，由于LED照明的工作环境比较恶劣(雷击、高温等)，提高LED驱动电源的效率和可靠性成为设计难点。

 

 

 

      从传统普通照明转向LED照明还必须满足消费者对产品的高品质要求。立琦科技高级项目经理廖光彬认为，“LED照明的需求与传统照明产品对电源的要求不同，因此，专门为LED照明而开发的电源设计方案显得非常有必要。这些需求包括定电流输出、支持Triac调光、单输入多串输出的设计、低输出功率高PF值、全新的架构以满足高功率低成本要求等。”
      Intersil高级应用工程师Tamara Schmitz表示，“消费者要求设计具有至少达到90的功率因数和超过80％的效率。在直流应用中，最大输入电压可超过约40V。在交流应用中，输入电压可能是120V或240V(最大277V)。高亮度LED必须通过运行在120Hz频率的PWM进行驱动，以尽可能减少任何可见的干扰。有时还需改变频率。除了这些设计上的限制，根据应用的不同，可以采用隔离和非隔离设计。”因此，没有一种适合所有应用的解决方案。每个解决方案都是根据LED数量和通过LED的电流专门定义的。根据磁性元件、所选的功率元件和输出电容器的变化，必须对解决方案做出调整。

 

 

 

LED驱动器IC需实现高效率和可调光

      与传统开关电源不同，LED驱动电源需要考虑散热、效率和调光等问题，因而对驱动器IC提出了许多不同的要求。Power Integrations(PI)公司资深产品营销经理Bill Weiss指出，“AC/DC驱动器IC的技术发展趋势是高可靠性、高效率、高功率因数、可调光以及小尺寸。”

 

 

 

 
      据Maxim的Piero Bianco介绍，LED应用对于AC/DC驱动器IC提出了两个关键要求，这也正是它们与传统电源IC的区别。首先，利用三端双向可控硅开关实现调光非常复杂，需要专用的成熟技术。无闪烁调光是驱动器设计所面临的重大挑战，目前还很难找到能够达到这一要求的方案；其次，与电源电路不同，由于LED照明时功耗较大，LED驱动器必须工作在高温环境下。开发能够在高温环境下长期工作的驱动器是对LED驱动器的一个特殊要求。
      Maxim开发的交流输入(120VAC和230VAC)照明方案采用单级变换结构驱动LED，该方案可以通过三端双向可控硅开关调节亮度并且不会出现闪烁，由于不需要使用电解电容，可以得到更小的外形尺寸，并有助于延长使用寿命。器件可以配制成隔离(反激型)和非隔离(buck)架构，功率因数优于0.9。
      安森美半导体最新推出的NCL30000是一款功率因数校正可调光LED驱动器，采用临界导电模式(CrM)反激架构，以单段式拓扑结构提供高功率因数(＞0.95)，因而省下一个DC/DC转换段。典型应用包括LED嵌灯、LED驱动器电源/驱动器及TRIAC可调光基于LED的灯泡替代。该器件兼容于前沿TRIAC及尾沿晶体管调光器。根据所使用调光器的不同，LED输出可控制到低于2%。