LED的前景光明分析

背景

在种类繁多的照明应用中，LED 的采用势头持续强劲。这种始终如一的强劲势头意味着，提供 LED 驱动器 IC 的模拟 IC 供应商会有良好的业务势头。在过去一年中，高亮度 (HB) LED 达到了一些关键的性能标准，这导致对 LED 驱动器 IC 需求的大幅增长，这类 IC 是在所有最终市场应用中为 LED 供电所必需的。

对 LED 驱动器 IC 的需求目前处于后萌芽阶段，通过研究几种将使该需求进入加速增长阶段的促进因素，我们发现，LED 显然将迅速成为主流照明源。一些主要的驱动因素是：汽车照明、大型平板高清 (HD) LCD电视机、手持式设备、LED 光输出、LED 的成本因素、以及 LED 取代白炽灯这种潜在用途。

奥迪公司是第一家在多种车型中使用 LED 前灯的汽车制造商，早在 2008 年就开始使用了。奥迪的汽车照明系统包含两个起主要作用的近光前灯，该系统由两个 LED 阵列组成，每个 LED 阵列都含有 4 个有源组件。另外 3 个 LED 阵列 (每个含有两个 LED IC) 位于光学透镜的后面，它们的任务是控制明 / 暗分界线和前灯照明范围。就远光前灯而言，4 个 LED 阵列位于与近光阵列相邻的地方。靠近照明系统的下边缘，一排 24 个 LED 组成白天行车灯 (DRL)。不过，正是这些白天行车灯使奥迪汽车外观新颖和令人兴奋，奥迪汽车的外观非常受购车一族的欢迎。不久以后，很多其他制造商都跟风而上，奔驰 (Mercedes)、捷豹 (Jaguar)、雷克萨斯 (Lexus) 和保时捷 (Porsche) 等等，也都提供类似的白天行车灯了。

而 LED 前灯系统在采用上却落后了，这主要是成本原因。不过，2011 年出现的一些早期迹象似乎表明这种状况将开始发生变化，因为事实上，LED 允许设计时更加灵活地进行选择，同时 LED 效率的提高使成本 / 性能得到了更有利的平衡。因此，现在我们看到，凯迪拉克 (Cadillac)、丰田 (Toyota) 和雷克萨斯 (Lexus) 的各种车型都将 LED 前灯作为可选配件提供。例如，凯迪拉克凯雷德 (Cadillac Escalade)、雷克萨斯 LS600H (Lexus LS600H) 和丰田普锐斯 (Toyota Prius)，都可以选配 LED 前灯。

LED 驱动器 IC 用来驱动给高清平板电视机提供背光照明的 LED 时有很多优势。这些 IC 使 LED 驱动器电路解决方案能做到纤巧、紧凑和扁平。这些 IC 还以高开关频率工作，以在基于充电泵的拓扑中减小输出电容器的电容值、尺寸和成本。在基于电感器的 DC/DC 开关拓扑中，这种高开关频率减小了电感器和输出电容器的值、尺寸和成本。此外，在有些情况下，LED 驱动器 IC 可能包括内置的肖特基二极管和升压二极管，因此减少了外部组件的数量。这反过来又减小了设计复杂性、解决方案尺寸和成本。

从运动图像模糊到彩色再现，LCD 高清电视机 (HDTV) 有各种缺点。也就是说，就目前一代 LCD HDTV 而言，无法实现真正的黑色，而且所有颜色的动态范围都较低。传统的HDTV 是用 CCFL 管进行背光照明的，仅能提供 450 至 650 cd/m2 的对比度。这些HDTV 的主要问题是，CCFL 背光照明不能彻底关断或局部地调光。

相反，如果采用高亮度 LED 背光照明，那么背光照明“群”中的 LED 阵列 (就 46 英寸显示器而言，多达 1,600 个 LED) 可以局部调光或关断，从而实现比 CCFL 设计几乎高一个数位级的对比度 (>4,000cd/m2)。此外，通过调整背光照明 LED 群的亮度，可以再现更多中间色调的颜色，从而使画面更加生动。另一个好处是，能彻底地局部关断 LED， 从而减轻了运动图像模糊问题。通过在帧之间彻底关断 LED，几乎消除了与快速运动物体有关的图像模糊问题。此外，在解决 CCFL 背光照明 LCD 电视机平常遇到快速运动图像模糊问题时，LED 非常高的响应速度就至关重要。

今天很多移动电话有内置数码相机功能，能拍摄高分辨率静止图像和视频。相机性能的提高也导致需要大功率白光光源，以在室内或在昏暗的环境光线条件下使用相机。在配备相机的蜂窝电话中，白光 LED 已经成为主要的光源，因为白光 LED 拥有新式蜂窝电话设计师所希望的各种特点：小尺寸、大的光输出、能提供“闪光灯”和连续“视频”物体照明。目前已经开发出专门用作集成式相机光源的大输出功率 LED。

类似地，几乎任何电池供电的消费类手持式设备都用彩色有源矩阵 LCD 来显示用户所需的不同类型信息和数据。然而，制造商面临的挑战是，确保用户在任何类型的环境中都能从这些显示屏上读取信息。为了达到这个目的，制造商必须提供具恰当背光照明量的彩色 LCD。这种背光照明通常由白光 LED 提供，视显示屏尺寸的不同而有所不同，白光 LED 采用了各种不同的组合形式。这反过来又导致了对紧凑、高效率和低噪声 LED 驱动器 IC 的需求，因为需要这类驱动器 IC 为白光 LED 供电。

促进 LED 市场增长的重要因素

大功率或高亮度 LED 的光输出已经超过每 Watt 100 流明这个关键的里程碑，甚至有些制造商自称，在实验室中已经达到了每 Watt 200 流明。这意味着，就能效而言，LED 现在已经超过了 CFL (每 Watt 80 流明)。然而，进一步的预测显示，到 2012 年，LED 将达到每 Watt 150 流明的光输出。另一个优势是 LED 的长寿命。视计算方法的不同而不同，白光 LED 灯的寿命至少为 1 万小时，有些甚至声称达到了 5 万小时。此外，LED 是“绿色”产品，因为它们不含任何有害材料。