【導(dǎo)讀】隨著半導(dǎo)體材料與智能控制技術(shù)的持續(xù)迭代，LED照明在光效、壽命及穩(wěn)定性等核心指標(biāo)實(shí)現(xiàn)跨越式突破，并通過(guò)自適應(yīng)調(diào)光、光譜定制等創(chuàng)新技術(shù)精準(zhǔn)匹配用戶智能化、個(gè)性化需求。在市場(chǎng)拓展維度，LED正加速向工業(yè)高精度照明、健康節(jié)律光環(huán)境、智慧城市景觀等高端領(lǐng)域滲透，驅(qū)動(dòng)千億級(jí)照明產(chǎn)業(yè)開(kāi)啟新一輪增長(zhǎng)周期。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，LED照明產(chǎn)品在發(fā)光效率、壽命、穩(wěn)定性等方面的性能不斷提升，并能更好地滿足用戶對(duì)產(chǎn)品智能化、個(gè)性化的需求。同時(shí)在市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化維度來(lái)看，LED在工業(yè)照明、景觀照明、健康照明等細(xì)分市場(chǎng)不斷地拓展和延伸，未來(lái)發(fā)展的前景十分廣闊。
“厲害”的LED照明需要什么樣的電路設(shè)計(jì)來(lái)支撐？
為了能夠讓LED照明產(chǎn)品具備更好的性能，其電路設(shè)計(jì)也需要在多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)能力水平的提升，其中包括：高效率與低功耗，實(shí)現(xiàn)更高效的能量轉(zhuǎn)換，減少能源消耗，并提高LED照明設(shè)備的使用壽命；穩(wěn)定的輸出電流，驅(qū)動(dòng)芯片的輸出電流需要長(zhǎng)久恒定，以確保LED穩(wěn)定發(fā)光，亮度不會(huì)閃爍；高度集成，電路設(shè)計(jì)需采用集成度高的芯片和元器件，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的小型化；寬電壓范圍，使LED照明設(shè)備能夠適應(yīng)更大范圍的輸入電壓；良好的散熱性能，芯片電路一方面需要能夠產(chǎn)生更少的熱量，另一方面也需要能夠快速散熱，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。針對(duì)這些需求，東芝半導(dǎo)體提供了完備的LED照明電路設(shè)計(jì)架構(gòu)和解決方案。
LED照明電路設(shè)計(jì)如何實(shí)現(xiàn)？
高效率、低功耗和小型化等要求，對(duì)于LED照明的電路設(shè)計(jì)考慮非常重要。東芝半導(dǎo)體在電路設(shè)計(jì)整體框架（圖1）中，包含了PFC控制器、DC-DC轉(zhuǎn)換、LED驅(qū)動(dòng)器、MCU、Wi-Fi、紅外接收器、開(kāi)關(guān)、人體傳感器、環(huán)境光傳感器等模塊和多個(gè)具備低導(dǎo)通電阻和高效散熱能力的MOSFET器件，以及對(duì)電路設(shè)計(jì)中的各種配置方式。
在電源單元部分，由于MOSFET器件適用于高效的電源開(kāi)關(guān)，因此其更適合有源型PFC電路設(shè)計(jì)（圖2）。由于晶體管輸出光耦合器具有高電流傳輸比和高溫下可運(yùn)轉(zhuǎn)的能力，所以將其用于電路中的信號(hào)隔離。東芝半導(dǎo)體所采用的MCU可以用于進(jìn)行PFC的控制，該MCU具有內(nèi)置的傳感模擬接口和低功耗水平，并且支持充分的軟件開(kāi)發(fā)可延展性。
在電源單元的DC-DC轉(zhuǎn)換器電路中，可根據(jù)系統(tǒng)所需，采用反激式（圖3）或正激式（圖4）設(shè)計(jì)方式。在這個(gè)部分里，利用MOSFET器件優(yōu)異的低導(dǎo)通電阻和高效率散熱能力，一方面可以產(chǎn)生更低的熱量，一方面可以實(shí)現(xiàn)低功耗水平。除此之外，在電路中采用的器件和芯片由于更小體積的封裝技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了電路板占用面積的減少，這有利于讓LED照明設(shè)備更加小型化。
在LED照明電路的傳感器信號(hào)輸入單元部分（圖6和圖7分別對(duì)應(yīng)人體傳感器和環(huán)境光傳感器）中，具有優(yōu)異PSRR電源抑制比能力的LDO低壓差穩(wěn)壓器，能夠抑制電源變化對(duì)輸出信號(hào)的影響，因此LDO對(duì)于傳感器電路性能而言十分重要。同時(shí)，在這部分電路中，使用小型表面貼裝式的LDO，會(huì)使電源處于低噪聲水平，從而讓運(yùn)算放大器能夠在低電流消耗或低噪聲環(huán)境下，對(duì)檢測(cè)到的微弱有用信號(hào)（weak signal）進(jìn)行放大。
LED照明電路設(shè)計(jì)實(shí)力體現(xiàn)
綜上所述，東芝半導(dǎo)體的LED照明電路設(shè)計(jì)憑借在高效率、低功耗、長(zhǎng)壽命、優(yōu)異散熱性能、小型化、碳化硅先進(jìn)材料應(yīng)用等多方面的創(chuàng)新和領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，使客戶的LED照明產(chǎn)品在市場(chǎng)上更具競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展?jié)摿Α?/p>
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