细分LED驱动市场,安森美半导体CCR专注小电流LED应用

安森美半导体标准产品部小信号分部新品市场营销与应用总监Asif Jakwani作者:张国斌
在全球绿色环保节能的大趋势下,享有“绿色光源”之称的LED在经济危机的大背景一飞冲天,其应用已成燎原之势,2008年中国LED产业产值接近RMB 700亿元,LED相关企业共高达3000多家,2009年4月,中国科技部推出的“十城万盏”计划已经覆盖超过21个城市,更是催生出超过1000亿元的大市场!不过,随着LED应用的深化,产业亦开始出现细化,在很多厂商都在瞄准高功率大电流应用的时候,安森美半导体却以独特的CCR驱动技术瞄准了小电流驱动应用。

“新的线性恒流稳压器适合20 mA至200 mA的低电流LED应用。如在汽车应用中,组合尾灯的电流要求通常只有数十毫安(mA)。此外,也适合用在广告牌文字电路、背光显示牌等商业及工业应用中,因为这些应用的LED电流一般在20 mA至150 mA之间。”安森美半导体标准产品部小信号分部新品市场营销与应用总监Asif Jakwani指出,“新产品同样适用于装饰照明、工作灯、景观照明、柜台照明等建筑物及通用照明应用中,输入电压通常为12至48 Vac或120/220 Vac,而LED电流也仅在20至100 mA之间。”

他还表示电冰箱和洗衣机等家用电器中也采用LED为小型LCD显示屏背光或替代照明灯泡,这类应用同样需要低电流的LED驱动器,所以也可以成为CCR应用的一个潜在市场。
按电压和电流进行区分的LED应用
图1 按电压和电流进行区分的LED应用

Asif Jakwani解释说CCR驱动器件安森美半导体正待批专利的自偏置晶体管(SBT)技术,它提供一定程度的集成,并结合安森美半导体的超强的工艺控制能力,为低电流应用提供简单(Simple)、经济(Economical)及强固(Robust)的LED驱动解决方案。
他表示CCR驱动芯片揉合了目前电阻驱动器和线性驱动器的优点。

目前市场上典型的LED驱动器包括有三种,分别是开关稳压器、线性稳压器和电阻型驱动器。这三种驱动器分别适合不同等级的电流应用,如电流大于500 mA的大电流应用采用开关稳压器,因为线性驱动器限于自身结构原因,无法提供这样大的电流;而在电流低于200 mA的低电流应用中,通常采用线性稳压器及电阻型驱动器;而在200至500 mA的中等电流应用中,既可以采用线性稳压器,也可以采用开关稳压器。 
三种LED驱动器
图2:不同电流范围所适用的LED驱动器。

但是这几种方案各有优缺点,例如开关稳压器的能效高,并提供极佳的亮度控制。线性稳压器结构比较简单,易于设计,提供稳流及过流保护,具有外部电流设定点,且没有电磁兼容性(EMC)问题。电阻型驱动器利用电阻这样的简单分立器件,限制LED串电流,是一种经济的LED驱动方案,同样易于设计,且没有EMC问题。具体比较如图3所示。
几种LED优缺点比较
图3 几种LED优缺点比较

Asif Jakwani指出:“从应用需求来看,客户也需要一种比开关稳压器和普通线性稳压器经济、但在性能上又比电阻型驱动高出许多的驱动方案。分立线性恒流稳压器(CCR)揉合了电阻驱动器和线性驱动器的优点。”

在现场演示中,CCR驱动器可以在宽电压范围下提供恒定亮度,并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的亮度。而得益于其恒流特性。此外,CCR器件还有成本上的优势――采用SOD-123封装的NSI45每10,000片批量的单价为0.0545美元。采用SOT-223封装的NSI45每10,000片批量的单价为0.090美元。

NSI45他用简单、经济、强固来概括CCR的特点:
简单:
1、双端易于设计
2、高端及低端应用
3、不需外部元件

经济
1、线成本线性稳压器
2、除LED编码
3、降低库存成本
4、保护LED

强固
1、通过严格的汽车标准AEC 101认证
2、采用耐热强固的封装
3、承受开关瞬态及电压尖峰
4、良好的ESD额定脉冲等级(HBM = 1C, 1 kV
表1中列出了安森美半导体NSI450系列线性恒流稳压器的主要参数,其中既有双端器件,如NSI450XXT1G(SOT123封装,20/25/30 mA)、NSI450XXZT1G(SOT223封装,25/30 mA),现有样品提供,并已量产;也有三端器件,如NSI450XXZT1G(SOT223封装,30至80 mA可调节)及NSI450XXT1G(D-PAK封装,80至150 mA可调节),将于2009年第3季度提供样品,并于第4季度量产。