LED照明的中心議題：
- LED照明熱管理方案
- LED 照明連接器
- LED照明電路保護技術
- LED照明技術方案與趨勢
- LED照明電源和驅動方案的選擇
- 2011年LED照明市場與技術概覽
從全球范圍來看，2012年都將是傳統照明退出市場，新照明技術全面普及的關鍵一年。發改委預計，中國將在未來不到10年的時間內禁售白熾燈，目前也已經到了大力推廣的階段，如廣東省政府發布的《廣東省LED產業發展規劃》提出，將于“十二五”期間推廣3000萬只室內LED燈，并在社區建設中，將按照30%-50%的比例提供補貼，引導居民購買LED燈。
為了在2012年達到既有目標，產業鏈從芯片廠商、元器件配套廠商、燈具制造商到分銷渠道都在積極推出產品——這一現象也將在2011年得到非常明顯的體現。有報道指出，2011年全球LED照明產值比重將達10%，無疑將會給LED照明相關產業提供多層次的商業機會。
從下面的報道中也可以看到LED照明市場的現狀：
LED照明成趨勢 市場起飛指日可待
低碳節能LED照明先行 市場潛力巨大
LED照明已處于啟動臨界狀態
LED產值高達96億美元照明應用加速
LED照亮中國
LED照明技術方案與趨勢
這樣的背景下，LED照明技術的現狀如何？能否在2012年全面應用之前做好充足準備？本期半月談聚焦與LED照明相關的電源模塊、驅動方案、熱管理技術、連接器和電路保護技術，通過技術層面分析LED照明在光源、電源轉換、控制與驅動、熱管理等方面的挑戰，并結合目前主流元器件公司產品，分析LED照明的未來發展趨勢以及對元器件市場帶來的機遇。
1）LED照明電源和驅動方案的選擇
在LED 照明設計中，驅動方案一般來說有兩種：線性驅動和開關型驅動。
線性驅動應用是一種最為簡單和最為直接的驅動應用方式。在照明級白光LED應用中，雖然存在著效率低、調節性差等問題，但是由于其電路簡單、體積小巧，能滿足一般要求，因此在一些特定的場合應用較多。
而開關型驅動可以獲得良好的電流控制精度和較高的總體效率，應用方式主要分為降壓式和升壓式兩大類。降壓式開關驅動是針對電源電壓高于LED的端電壓或者是多個LED采用并聯驅動情況下的應用。升壓式開關驅動是針對電源電壓低于LED的端電壓或者是多個LED采用串聯驅動情況下的應用。
各種驅動方式應用范圍如下圖：
關于采用隔離型還是非隔離型驅動方案，一般認為，隔離型驅動安全但效率較低，非隔離型驅動效率較高，應按實際使用的要求來選隔離型/非隔離型驅動方案。
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就電路結構而言：目前的隔離型方案多是AC/DC的反激式(Flyback)電路方案，因此相對電路較復雜、成本較高。非隔離型基本是采用DC/DC的升壓（Boost）或降壓（Buck）電路，則相對電路較簡單，因而成本也相對較低。隔離型的恒流精度可以做到±5%以內，而非隔離型則很難做到。
在應用領域：目前在以市電為輸入電源的LED燈具中（特別是驅動與光源一體的燈具），本著安全第一的原則，基本已不再采用非隔離型方案。但LED日光燈管例外，由于受到結構和空間的制約，仍還用非隔離型方案。在低壓供電的LED燈具中，以效率和成本優先的原則，非隔離型方案是最佳的選擇。
提供照明驅動IC的半導體廠商包括恩智浦半導體、安森美、美國國家半導體、TI、羅姆……如恩智浦的SSL210x系列市電調光LED照明驅動方案具有啟動快、深度調光和長壽命的特點，市場表現相當出色。安森美的照明解決方案能滿足不同功率范圍和電源供電方式(AC/DC、DC/DC)的需要。美國國家半導體的Powerwise解決方案具有“高亮度、低功率”的特點，廣泛應用在戶內、外照明系統以及汽車照明系統多個應用領域。TI 提供LED通用照明的電源管理解決方案，產品包括多級串聯LED驅動器、用于AC 前端轉換的的各種LED照明驅動器控制器、DC-DC控制器，DC-DC LED 恒定電流轉換的SWIFT系列同步降壓DC/DC轉換器。ROHM在超小型LED方面技術領先，不僅擁有PICO系列的各種LED產品線，近年來更在可調光LED驅動方案方面進展迅速。
更多LED驅動方案的選擇和設計文章如下：
LED照明驅動選擇與設計技巧大揭秘
LED照明電源電路設計問答精粹
LED驅動電路的控制方案
不同功率等級的LED照明驅動方案介紹
LED的高效驅動
2) LED照明熱管理方案
熱管理是LED系統設計一個重要的部分，而通過電路實現溫度補償功能進行熱管理是一個既經濟又可靠的方法。目前大多數LED燈具生產商都將LED的驅動電流設計為不隨溫度變化的恒流源，因此，當LED周圍溫度高于安全溫度點時，工作電流就不在安全區內，這將導致LED的壽命遠低于規格書的數值甚至直接損壞。而LED周圍溫度過高是由LED自身發熱導致，目前有兩個辦法可以解決這個問題。
一種辦法是使用導熱性更好的散熱裝置，減小LED芯片至環境的熱阻，控制LED內部溫度不至比環境溫度高太多，但這需要較高的成本。此外，難以避免的問題是，當散熱裝置使用一段時間后在燈體外殼的散熱片上沉積灰塵，以及鋁合金基敷銅板上連接銅層和鋁基板的介質層老化脫膠都將導致熱阻較大幅度地上升，導致整體散熱性能下降。
另一種辦法是使LED工作在安全區邊際，這樣既滿足在安全溫度點內輸出電流、輸出功率工作在額定狀態且恒定，而且在高于安全溫度點輸出電流按比例下降進行負補償，保證LED使用壽命，這就是溫度補償的含義。
散熱檢測功能也非常重要。我們可通過檢測NTC上的電壓來檢測LED燈的溫度變化。檢測到的電壓與NTC的溫度有直接關系，而NTC的電阻會隨NTC及其周邊電路溫度的升高而下降。使用NTC確定溫度有兩種基本方法。
方法一：在系統強制實施已知電壓的分壓器電路中使用NTC，并隨后測量NTC節點上的電壓。NTC溫度升高時，電阻減小。電阻減小將導致分壓器比的變化。NTC節點的電壓也會隨溫度升高而下降。
方法二：強制已知電流通過NTC，并測量NTC上的電壓。NTC溫度升高時，電阻減小。根據歐姆定律，電阻減小將改變NTC節點上的電壓。如電阻減小而電流保持不變，NTC節點上的電壓也會下降。
就改進操作、提高安全性而言，這兩種監控LED燈溫度的方法實施起來都很簡單直接。圖1是使用LED作為升溫源頭的這兩種方法的原理圖。
普通LED添加NTC后，就能以可控順序在溫度達到預設限度時關閉LED燈。
更多關于熱管理的方案：
高功率LED照明設計中的散熱控制方案
LED散熱基板的設計及分類
有效提高高功率LED散熱性的分析
LED燈的散熱管理的低功耗設計
大功率固態照明熱阻處理技術設計
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3）LED 照明連接器
由于LED的使用壽命通常都很長，所以照明設計者會不斷尋找經受得住惡劣環境考驗的、公認的互聯解決方案。使用壽命長且更高端的應用需要穩定的連接器，而不是典型的、面向消費類應用的互聯（其設計用于手機這類每年或每2年即更換一次的產品）。對于連接器制造商而言，這會推動下一波連接器開發，讓標準的、公認的連接器變得更耐用，從而保證實現更長的使用壽命和保持較高的性能水平。
FCI推出了適于各種LED應用的連接器系列：從柵距為2.54mm和2.00mm的Basics+連接器、Dsubs、穩定的夾層連接器1.00mm Conan與0.80mm BergStak，到廣泛的FFC/FPC連接器和即將推出的創新型0.50mm無極性MezzoStak。
泰科電子的無極性插片及插座連接器系列經常被用在LED照明解決方案中。最新的無極性插片及插座連接器增加了線對板功能，為客戶提供了一套完備的連接方案，使其可以快速、靈活地連接照明模塊。
采用無極性插片及插座設計的小型設計的板端連接器，相比傳統極性設計，能夠提供更為靈活的LED印刷電路板帶安裝方式。全新連接器可以通過水平或垂直滑動 結合兩片電路板來完成連接。獨特的垂直滑動連接設計，使替換燈串中部的電路板更為便捷，因為只需提起待替換的電路板然后放入新電路板即可。
泰科電子的LED燈條連接器應用于擁有照明控制及LED發光模塊的照明設備中，使其中的鋁基印刷電路板間的連接變得更加簡易而快捷。
更多內容請參考：
連接器的選擇
連接器各構件設計重點總結
2010中國連接器和功率器件市場供求趨勢調查
4）電路保護技術
電源的質量問題\用戶的不當使用等等原因造成的供電電壓的突然升高、線路中某個元件或印制線條或其它導線的短路而形成LED供電通路的局部短路導致這個地方的電壓增高、某個LED因為自身的質量原因損壞因而形成短路、燈具內的溫度過高、燈具內部進水、防靜電處理不當等等原因都有可能造成LED照明系統的損壞。
理想的保護方案應該能夠在超出正常使用電流時能立即啟動保護，讓LED的供電通路斷開，使LED和電源都能得到保護；在整個燈正常后又能夠自動恢復供電，不影響LED工作，所加的電路不能太復雜體積不能太大，成本要低。
瞬態電壓抑制二極管(TVS) 是一種二極管形式的高效能保護器件。當它的兩極受到反向瞬態高能量沖擊時，能以10的負12次方秒極短時間的速度，使自己兩極間的高阻立即降低為低阻，吸收高達數千瓦的浪涌功率，把兩極間的電壓箝位在一個預定的電壓值，有效的保護了電子線路中的精密元器件。瞬態電壓抑制二極管具有響應時間快、瞬態功率大、 漏電流低、擊穿電壓偏差一致性好、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優點。
熱敏電阻PTC也經常被用到。當正常工作電流通過（或元件處于正常環境溫度）時，PTC自恢復保險絲呈低阻狀態；當電路中有異常過電流通過（或環境溫度 升高）時，大電流（或環境溫度升高）所產生的熱量使聚合物迅速膨脹，也就切斷了導電粒子所構成的導電通路，PTC自恢復保險絲呈高阻狀態；當電路中過電流 （超溫狀態）消失后，聚合物冷卻，體積恢復正常，其中導電粒子又重新構成導電通路，PTC自恢復保險絲又呈初始的低阻狀態。它的體積小，成本低，可反復使用，實現了保護的自動啟動自動退出；它是固態封裝耐沖擊不容易被損壞。
安森美的保護方案、瑞侃的PPTC等電路保護產品、Vishay的電路保護二極管等等常被用在LED照明電路保護解決方案中。開路保護方面，LittelFuse的PLED LED開路保護裝置常為大功率LED的電路設計所采納。PLED裝置與串聯燈串中的每個LED并聯。 如果某個LED無法開路，則與其連接的PLED會接通并將本應通過該故障LED的電流導向PLED。 這確保了燈串中的其它LED能夠正常工作，因此熄滅的僅僅是單個LED而非整個燈串。
AEM科技作為專業的片式電路保護元器件的制造商，針對LED行業也開發了兩款新產品GcDiodeTM ESD和AirMatrixTM AF2系列貼片保險絲。AF2貼片保險絲能用于LED照明的交流端，它不僅能用于室內照明還可以用于戶外照明。AF2的體積只有6.1mm*2.5mm*2.2mm，身形嬌小但是卻可以承受250VAC的電壓。GcDiodeTM ESD產品主要用于靜電保護，特別是對接口部分的靜電保護非常有效。如HDMI、1394接口、USB2.0、USB3.0。它最主要的優點是能比壓敏電阻承受更多沖擊次數，衰減速度比較慢。
PLED裝置有助于保護LED免受附近雷擊和ESD影響造成的浪涌。 此外，PLED包含的反向電流二極管可在電源的正負極接反時保護LED燈串。
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以上關于LED照明的相關話題其實已經被廣泛討論，但從長遠來看，2011年仍舊會成為熱點。
