在手機應用的強勁驅動下，高亮度(HB)LED市場曾于2001至2004年一直保持著46%的驚人增長率。正當人們擔心由于手機設備趨于飽和而導致LED市場推動力逐漸疲軟的時候，照明、汽車頭燈以及液晶電視背光驅動等LED的新興應用市場大量涌現(xiàn)，掀起了LED的又一波應用狂潮。美國市場調研公司Strategies Unlimited預計，到2010年，HB LED市場將達到83億美元，比2005年的總數(shù)超過兩倍。如此誘人的市場引來眾多廠商分食，凌力爾特、飛兆、ADI、恩智浦等廠商在LED驅動技術上，都有著不俗的表現(xiàn)。就電源管理領域來看，LED驅動技術已然成為各個廠商比拼技術實力的大好舞臺。 就調光技術大做文章，背光也需“高清” 對于顯示技術而言，不僅視頻信號處理上需要高清，背光調節(jié)的好壞，也直接影響著視頻顯示效果。為了將“高清”技術進行到底，廠商們在LED背光驅動技術上也著實下了不少功夫。 傳統(tǒng)上，LED的調光是利用一個DC信號或濾波PWM對LED中的正向電流進行調節(jié)來完成的。減小LED電流將起到調節(jié)LED光輸出強度的作用，然而，正向電流的變化也會改變LED的彩色，因為LED的色度會隨著電流的變化而變化。許多應用(比如汽車和LCD TV背光照明)都不能允許LED發(fā)生任何的彩色漂移。在這些應用中，由于周圍環(huán)境中存在不同的光線變化，而且人眼對于光強的微小變化都很敏感，因此寬調光范圍是必需的。通過施加一個PWM信號來控制LED亮度的做法允許在不改變彩色的情況下完成LED的調光。 人們常說的真正彩色(True Color)PWM調光是利用一個PWM信號來調節(jié)LED的亮度。它實際上需要在滿電流和PWM頻率條件下進行LED的接通和關斷操作。人眼的分辨極限是每秒60幀，通過增加PWM頻率(如提高到80~100Hz)，就能夠使人眼認為脈動的光源是連續(xù)導通的。此外，通過調節(jié)占空比(接通時間的總量)，也可控制LED的亮度。目前，許多LCD TV設計師都需要高達3,000:1的調光比，以便針對眾多的環(huán)境光照條件進行亮度調整。 系統(tǒng)工程師在挑選背光源時，究竟是該選RGB還是白光LED呢？凌力爾特公司電源產品市場經理Tony Armstrong指出，背光源(RGB或白光LED)的選擇可以根據(jù)特定最終產品的要求來進行。不過，采用RGB LED來替代白光LED是有正當理由的，因為前者具有更加寬廣的色譜，這將顯著地改善圖像質量，以挑選LCD TV為例，消費者對色彩逼真度的關注程度是最高的。然而，采用RGB LED需要一個更大、更復雜而且更昂貴的解決方案。

凌力爾特四通道LED驅動器LT3476。

凌力爾特的LT3476四通道LED驅動器便是RGB LED驅動器的一個實例。LT3476的每個通道能驅動多達8個串聯(lián)的1A LED(紅光、綠光、藍光或白光)，因而使得LT3476能夠驅動多達32個1A LED，并提供高達96%的效率。4個通道均可通過其獨立的True Color PWM信號來獨立運作，從而實現(xiàn)了其獨立調光，調光比可高達1,000:1。固定頻率、電流模式架構可在一個很寬的電源和輸出電壓范圍內實現(xiàn)穩(wěn)定的運作。一個頻率調節(jié)引腳允許用戶在200kHz~2MHz的范圍內設置開關頻率，以優(yōu)化效率，并最大限度地縮減外部元件尺寸。其耐熱增強型5×7mm QFN封裝提供了一個非常緊湊的解決方案占板面積，很適合于大型LCD TV中常見的100W LED應用。 除了類似于凌力爾特的將PWM信號用作控制信號來進行亮度調節(jié)之外，是否還有其他技術也能達到很好的調光效果呢？飛兆半導體現(xiàn)場應用工程師Brian Law有著自己的見解，他認為，區(qū)分LED驅動器和標準升壓轉換器的關鍵要求之一是LED驅動器能夠控制LED的亮度水平。調節(jié)亮度有三種常用方法：使用SET電阻；采用PWM技術；以及線性調節(jié)。最簡便的方法是在IC中使用外部SET電阻。雖然這是有效的方法，但卻缺乏靈活性，無法讓用戶改變光強度。采用PWM技術和線性調節(jié)則可對光強度進行動態(tài)控制。但是這兩種方法各有缺點。采用PWM調暗LED會造成EMI噪聲，并引起白光LED朝向藍色光譜的色彩偏移?？赡苁禽p微的偏移，但可在敏感應用中檢測出。線性調節(jié)則會降低效率，并引起白光LED朝向黃色光譜的色彩偏移。至于哪種方法較優(yōu)，業(yè)界至今尚未有共識。結果是飛兆半導體開發(fā)了最新的LED驅動器，能夠用其中一種或結合兩種方法來調校亮度。FAN5617使用充電泵架構來驅動三個并聯(lián)LED，并糅合了一個單線總線，讓用戶以線性或施加PWM信號來設置光強度。 然而，就這種“集成式”調光技術而言，飛兆并非首例。據(jù)北京思旺電子技術有限公司總裁裴石燕介紹，該公司近日推出的無電感Charge Pump型WLED驅動IC SE3362也采用了類似技術。SE3362內部設計有電流匹配控制電路，能有效控制LED電流，使每一路WLED的電流具有高的匹配度，以保證WLED亮度的一致性。通過外部Rset電阻可對WLED電流設定，其亮度還可通過多種方式進行調節(jié)：
1. 使用一個直流電壓設置RSET管腳的電流，從而改變WLED電流，調節(jié)亮度；
2. 將PWM信號用作控制信號，通過占空比調節(jié)亮度；
3. 將GPIO施于控制端，通過占空比調節(jié)亮度；
4. 在RSET兩端并聯(lián)不同的轉換電阻，改變WLED電流調節(jié)亮度。 該驅動IC可同時驅動4顆并聯(lián)的WLED，最大電流達30mA/WLED，適合用來驅動手機、PDA、DSC和PMP等LCD屏的背光LED。 提升可操作性，閃光燈領域比拼人性化 對于閃光燈這一應用領域，光是效率的提升已不足以滿足設備廠商的胃口。隨著照相手機的普及，人們對照相性能的要求也越來越高。對于面向閃光燈應用的LED驅動器來說，可操作性是一個為其加分的性能，同時這也是眾多LED驅動廠商們努力的方向。 研諾邏輯近日推出的LED驅動器AAT1270為設計師提供了對閃光和電影模式操作的高靈活性控制，該產品可通過一個獨立的外部電阻對滿量程閃光LED電流進行設置。在電影模式應用時,缺省電流值的電流比設置為7.3:1，電影模式電流也可通過研諾邏輯專有的單線簡易串行控制(S2Cwire)接口編程而設為15個其它比率。此外，為了防止閃光LED熱損傷，AAT1270配置了用戶可編程安全計時器，它可在設定的時間長度內停止閃光活動，還有一個獨立的閃光燈支持引腳，以同時啟動閃光/閃光燈操作和安全計時器。最后，AAT1270還配置了一個異步閃光抑制接腳，在高電池需求期間可減少拍攝模式中的閃光電流。 同樣，為了提升用戶的照相體驗，恩智浦(NXP)半導體所發(fā)布的高效照相手機LED閃光驅動器UBA3001則可在電池供電型手機中提供最大閃光效果輸出。增強的閃光性能可提高不良照明條件下的圖像質量，由此顯著改善用戶的視覺體驗。恩智浦UBA3001可為單顆高亮度LED提供1安培電流，由于它具備自動升壓與降壓轉換功能，無論電池電量多少都可以獲得極好的閃光性能。該解決方案專為高要求的照相手機而設計，并提供一些專門的特性，如發(fā)射模式期間降低電流、自動關機、真正LED關機，以及不同應用下電流設置的完全控制，包括閃光燈、手電，以及“相機/視頻-開”的指示燈模式。 爭奪照明應用“潛力股”，力排效率障礙 在環(huán)保呼聲高漲的今天，節(jié)能照明技術已經越來越受到大眾的重視，歐、美許多國家甚至立法以規(guī)范照明管理。LED照明技術以其低功耗、長壽命的優(yōu)勢當之無愧的成為了節(jié)能照明技術的“排頭兵”。 除了演出照明、景觀照明、住宅照明、防火照明等傳統(tǒng)照明市場之外，汽車前燈照明市場也是LED照明技術發(fā)展的大好空間。Tony Armstrong甚至認為：增長最快的LED驅動器集成電路市場是汽車前燈照明，從現(xiàn)在到2011年，年復合增長率將超過150%。一個流行的應用領域是很多汽車和卡車的儀表板背光照明、內部照明和剎車燈。豪華型汽車制造商正在越來越多地采用最新的固態(tài)LED照明技術，用這些更輕、更小和更耐用的器件提供內部和外部照明，以提高未來車型的美感。 針對各種照明應用，如何提高LED發(fā)光效率是LED驅動廠商們目前最為關注的話題。為了盡快推動LED照明市場的快速增長，各個廠商也相繼推出了一系列優(yōu)秀的LED驅動產品。 聚積科技近日研發(fā)出的1.2A“定電流模式”高效率DC/DC轉換器MBI6650，利用了創(chuàng)新的Hysteretic PFM技術，除了能避開對音頻的干擾外，還可以在大電流的狀態(tài)下具有快速切換頻率，而在小電流時具有慢速切換頻率，使得MBI6650在輕載與重載的系統(tǒng)轉換效率分別高達85%和90%，大幅提升了LED照明系統(tǒng)運作上的效率，達到省電的效果。針對高功率LED照明的應用，該芯片的輸入電流范圍還擴增至9~36V。此外，MBI6650內建的全方位保護措施及散熱片，能提高MBI6650運作時的穩(wěn)定性與安全性。 除了提升發(fā)光效率，增加集成度也是廠商們的努力方向。美信(Maxim)今年推出的高效LED驅動器MAX16819和MAX16820僅需一個外部MOSFET和少量無源器件，即可驅動高達3A電流的LED。每個器件均可以驅動多達6個串聯(lián)LED，提供從1W到25W以上的輸出功率，效率高達94%。該系列驅動器所具有的高邊電流檢測功能使器件從本質上區(qū)別于標準降壓PWM控制器。由于其外部檢流電阻的壓降僅為200mV，從而降低了MAX16819/MAX16820的功耗。此外，高邊電流檢測和集成的電流調節(jié)電路減少了外部元件數(shù)，同時可輸出的LED電流精度達±5%。MAX16819和MAX16820無需使用外部電容，分別具有30%和10%的電流紋波。該系列產品適用于節(jié)能燈源以及汽車前后照明車燈。 雖然LED驅動市場前景可觀，卻仍然有一些技術方面的因素制約著其發(fā)展速度。Tony Armstrong指出，對于LED驅動技術來說，目前面臨的主要挑戰(zhàn)包括：1. 用可能低于、等于或高于負載電壓的電池電壓為一個或幾個LED串供電；2. 以大調光比高效率地對LED調光，同時在高和低亮度時保持顏色特性不變；3. LED驅動器高效率工作是關鍵要求，尤其是在驅動HB LED時更是這樣，因為所有未作為光輸出的功率都作為熱量耗散了。因此，各個半導體廠商在謀求LED技術更大發(fā)展的道路上，還有許多事情可以做。