从市场需求看LED照明电路设计

　　LED照明虽然后势看好，产业界也在LED芯片領域投入不少心力，但就电路設計而言，它仍然是驱动LED光源的重要角色，即便芯片与封装作得再好，电路設計不佳也是徒劳，概括来看，LED照明的电路設計仍不脱体积、成本几个基本的重点，但PFC也是重要的参考指标之一。

　　从整体的LED照明系统来观察，LED芯片与封装領域占了整体成本相当高的比重，不过，电路設計虽然比重不高，但毕竟是诉求节能省碳的关系，如何在功耗上能降低其功耗就成了系统业者必须思考的课题，但另一方面，LED照明也面临到成本、使用寿命与体积等诸多設計要求，在同时面临诸多要求的情况下，系统业者也將压力转嫁給半导体业者，也让半导体业者在解决方案的提供上也面临了些挑战。安森美半导体运算暨消费性产品事业群技术营销经理林志彦指出，就他本人观察，照明业者对于电路設計是相当陌生的，這一类的问题，通常会交由半导体业者来想办法解决，而照明业者能花更多的心力在机构、光学、散热与外型設計上，以达事半功倍之效。

　　林志彦进一步指出，由于照明业者对于电路設計相当陌生，但为了配合外型或是机构設計等要求，半导体业者必须站在配合的角度尽可能协助客户解决所有的问题，加上又需要快速量产，在开发电路板的設計上，也尽可能朝向能以“马上出货”为目标，尽可能在最短时间进入出货的流程。

　　应用不同 电路設計概念也略有差异

　　LED照明的应用領域大致上可分为室内、室外与车用照明等类型，虽然這三类領域仍可細分相当多的类别，但总归来看，电路設計并无太大的差异，较具有差异性的，大多是在作业温度、系统体积、可靠度与成本等因素。举例来说，室内照明应用，像是家用或是商用領域，就会较为注意成本与系统体积问题，若是室外照明，可能较不需要考虑到成本，但在作业温度与可靠度等，就会相对来得重要。至于车用照明，虽然无需AC-DC組件的幫助，但毕竟与人身安全有高度关联，在可靠性与寿命等方面也就会格外要求。

　　室内与室外 要求不同

　　室外照明与室内相较，其作业环境较为严苛，供货业者的水平落差较大，而現阶段的室外照明也尚无一个较为明确的标准，预期未来室外照明市场要进一步成長，仍然需要一段时间。但撇开外在环境不谈，事实上，室外照明的功率需求较高，其主要的原因在于LED灯较多，进行串联后，功率也会随之增加，若是以并联方式进行，也会面临到导通电压的问题，因此若要往室外照明发展，其解决方案必须相对完整，才能满足設計要求。

　　室内与室外照明都会需要AC-DC組件，来进行交直流电的转换，但仍需DC-DC的协助以点亮LED光源，虽然兩类組件都相当重要，但前者必须承载110V或 220V的高电压，就进入门坎来说较为不易，后者进入门坎低，竞争則较为激烈。

　　IR（国际整流器公司）LED部门经理Peter Green表示，室内和室外的LED照明都会选用脱机电路，且一般取决于的功率大小和应用的安全要求。在低功率应用，不是在不用隔离的情况下使用降压转换器，就是需要隔离但采用返驰式转换器。外部装置可能更需要隔离，因为它们必须能够防潮，以防止电击的风险。

　　就电路設計上，室外与室内照明并无太大差异，主要的差别是在作业温度上，大约需要到摄氏85度到105度左右，但若是日本地区，可能就要高达125度的水平，可见光以室外的作业温度要求，其门坎就相当的高。室外照明除了作业温度特别要求外，在安規上也几乎可与工业等级比拟，不论是在可靠度、产品寿命或是预防雷亟等，這些也都是室外照明所需要考虑到的地方。

　　车用照明要求有别 安全仍是首要考虑

　　至于在车用照明方面，也会有温度方面的要求，美国国家半导体（NS）亚太区資深市场工程师陈广基表示，车用照明无需使用AC（交流电），是直接采用12V的DC（直流电），电路設計上相对容易，但一般的车用照明温度要求大致上为摄氏105度左右，加上温度的变化会影响供电的稳定性，再者，应用环境是属于车用領域，也要考虑到安全性、可靠度、寿命与稳定度等相关要求，因此电路設計的难度并不亚于其他应用領域。

　　Peter Green也补充说明指出，汽车用LED驱动器采用低压DC电源，這些应用在尾灯、内灯、前灯和显示背光灯之间有相当大的分别。对部分的应用来说，低电流LED使用简单线性调整已经足够。在其他情况下，如在功率相对较高的前灯应用中，就需要一个切换式电源供应器，并且可以采用几种可能的电路拓朴，包括升压、降压-升压或SEPIC。這样的LED驱动器需要能够承受汽车中可能出現的高浪涌电压。

　　PFC要求各异但方向趋于一致

　　值得一提的是，由于PFC（功率因子校正）也成为LED照明所在意参考數值之一，PFC值愈高，会让电路設計愈加复杂，也在无形中增加成本，但此一作法，也会牺牲系统面积，這对于家用或是商业照明的照明系统有着相当高的設計难度，尤其是在日本，PFC數值的要求也一直在提高，這也让半导体业者大伤脑筋。

　　恩智浦半导体（NXP）大中华区照明产品营销資深经理陈嵘认为，不同国家所制定的政策法規各有差异，像是日本的政策运行时间较早，不论是T5、T8都已开始陆续导入LED光源，同时也尝试將LED照明加上智能化或是无线射频等功能，以提升LED照明的附加价值，也因为如此，再加上日本長久以来一直都握有LED的关键专利，若是外来的半导体业者要进入日本市场，就势必会面临兼容性的问题，這一点就并非所有的一线半导体业者能够办到。

　　陈嵘也进一步指出，近来韓国在LED照明上，也有相当多的着墨，在标准制定上所订定的PFC也必须高达0.9以上，此一举动，也提高了进入门坎，不过由于亚洲区域的LED照明发展狀况，大多都由政府来主导，PFC值的提高，意味着电路成本也会增加，就总体发展来说，不甚有利，未来政府的态度仍然是亚洲LED照明市场发展的观察指标之一。

　　从应用面上来看，PFC的确是LED照明电路設計的重点之一，就功率上来看，15瓦以下的照明应用是否需要高PFC值，甚至可以不用纳入考虑，這仍然取决于客户的需求，但就她的了解，即便是3到5瓦的工业照明，現在也开始有PFC的要求，其數值要求便高达0.9左右。

　　由此可见，LED照明的电路設計，虽然在整体系统成本的比重不高，但所面临的挑战并不亚于提升LED的发光效率，虽然应用面不同，考虑的設計条件也有所差异，但可以知道的是，PFC的存在，已是LED照明未来不可或缺的电路設計的要件之一。