驱动LED的好法子

James Lee

LED技术推动了照明领域的一场革命。结合小型、低功耗、高可靠性和低成本，使得照明可以在不可能用白炽灯或荧光灯技术的地方实施。因此，LED照明在办公室、家庭甚至在我们的车上激增。

目前固态照明方案的卞要缺点不是LED本身，而是提供照明能量的电源。这些开关电源（SMPS）的预期寿命比LED短得多，这主要是因为它们所含的磁性元件和电解电容器的使用寿命。此外，含有风扇等有源冷却设备的开关电源尤其易受早期故障的影响。另一个缺点是SMPS通常体积庞大，是电磁干扰（EMI）的主要来源。考虑到它们的尺寸和通常有限的照明安装空间，它们不太可能与LED安装在相同的PCB上，因此需要互连和引线，这是另一个潜在的故障来源。

然而，电力技术和拓扑的最新进展包括交流直接驱动（DACD）電源方案的出现。这种新的方法完全无需传统的SMPS，在成本、体积、使用寿命和可靠性方面提供多种优势一然而，并不是所有的DACD方案都是相同的。

DACD拓扑

所有DACD方案的共同之处是输入整流桥，使用经典的4个二极管配置，将50/60Hz输入交流波形校正为100/120Hz半正弦波。峰值幅值从110V交流输入的155V左右变化到230V交流输入的325V，但原理保持不变。

用于LED驱动的DACD拓扑通常分为两种配置，每一种都各有优缺点。

这两种方法都支持采用单板方案，而不是SMPS方案所需的双板方案。分流型DACD采用单片集成电路，降低了物料单（BoM）成本。它还具有易于扩展的优点，但散热性能相对较差。相比之下，旁路类型倾向于使用多个集成电路，因而导致更高的BoM成本。而这种方法更适合于需要许多LED串的应用。与分流法相比，虽然扩展性有限，但电气性能更好，总谐波失真（THD）通常小于10%，而分流法为30%左右。

虽然与传统的开关电源法相比，这些DACD法是个显著进步，但它们并不是驱动基于LED的现代应用的完全理想的方案。目前市场上有许多基于IC的DACD方案，但这些方案在稳压、散热性能、耐浪涌性能、调光能力和成本方面都可改进。

图2显示了DACD方案的基本工作模式。当交流线路电压通过半正弦时，IC内的开关指示电流（ILEDn）照亮每个LED。但这种线性开关法有一个主要的缺点，即高THl）。

最新的好方法

最新的DACD方案之一是安森美半导体的NCL30170。基于分流拓扑，它提供了前述的这种方法的所有优点，包括：是单个IC方案，具有较低的BoM成本和易于扩展功率。但这种新方案的一个独特特性是能够驱动多个外部MOSFET开关，从而支持连接多个LED串;NCL30170是市场上首个能够这样做的产品。因此，功率可从10W扩展到200W，连接的LED串的总数和外部开关仅受最高功率水平的限制。

在大多数应用中，尽管电源电压波动，但LED亮度保持不变是很重要的。通常，DACD驱动器能够实现±10%的稳压，安森美半导体的新器件可达到±1%，这是非常显著的提升，从而确保连接LED的持续光输出。

NCL30170用一种专有的方法来调节电流，而不是用于传统DACD方案的线性方法。电压触发点保持不变，但以这样一种方式调节电流使其不再是一个阶梯形状，从而产生平滑的正弦波电流（如图4右图所示），导致低于10%的极佳的THD水平。

Conventional Shunt Type：传统的分流类型

Stepped input current：阶梯式的输入电流

Sine input current：正弦输入电流

除了极佳的THD，NCL30170还提供领先行业的功率因数校正（PFC）性能，超过0.98。

有效调光的重要性

在许多应用中，能进行LED调光很重要，可通过脉宽调制（PWM）技术（通常称为切相）或模拟控制来实现。PWM提供宽范围的调光能力，但也有明显的缺点，包括闪烁，这已被证明会导致处于这种视线环境的人头痛。高电平的PWM调光也会导致室内应用中尤其不受欢迎的可闻噪声。

虽然许多DACD方案可调低到10%，NCL30170能够提供5%的模拟调光，从而满足具有挑战性的现代应用的需要。该器件在整个调光范围内保持稳压，从而确保即使在低功率下，从LED发出的光仍然保持不变。

对于使用TRIAL的切相调光，NCL30170强大的PWM性能确保基于它的照明方案非常适合于改装应用。

总结

LED照明在当今照明方案中占很大比例。由于现代应用的低功耗、低成本和小尺寸要求，这比例将增长;用更加灵活和通用的LED照明改装旧的白炽灯装置也将是未来增长的重要推动力。直到最近，SNIPS一直被用于为LED装置供电，但存在耐用性和使用寿命的问题，而且体积庞大，使在受限空间安装LED方案变得复杂和受限。

DACD已成为一种为LED串供电的可行技术，这项技术解决了SNIPS的许多缺点，特别是耐用性和使用寿命、大小和成本，且未来将大大促进更多的LED照明装置。现在，如安森美半导体的NCL30170这样的器件有助于交流直接技术提供应用所需的性能、灵活性和耐用性，用于许多终端市场领域。

Marvell将收购Avera Semi

Marvell公司宣布，已就收购GLOBALFOUNDRIES（格芯）旗下ASIC业务Avera Semiconductor达成最终协议。此次收购将Avera Semi领先的客户定制设计能力和Marvell先进技术平台和规模相结合，为有线和无线基础设施打造一个领先的ASIC提供商。该协议包括转移Avera收入、从领先基础设施OEM获得的战略赢单、以及格芯和Marvell间的长期晶圆供应协议。

Marvell致力于成为全球领先的基础设施半导体解决方案供应商。Avera的ASIC设计能力将加速这一转型。具体而言，Avera先进的ASIC全方位定制设计能力补充了Marvell的标准和半定制产品组合。此前，作为IBM微电子业务的一部分，25年来Avera成功完成2，000多个复杂设计，组建了约800名杰出技术人员的重要业务团队。Avera在模拟、混合信号和系统级芯片拥有高度创新的设计能力，并在包括高速SerDes高性能嵌人式存储和先进封装技术方面拥有丰富的IP组合。他们与蓝筹有线和无线网络OEM厂商建立了强大的关系，为多代转换器、路由器和基站提供定制解决方案。近期，Avera开始涉足新兴机遇，正在为下一代云数据中心开发多个项目。

作为在这些相同领域的标准和半定制化领先供应商，Marvell也正利用其领先的IP和技术平台不断拓展客户定制的机会管道。例如，在SG基础设施领域，Marvell可以提供完整的芯片产品，涵盖数字处理的很多方面，包括基带、处理器以太网交换机和PITY。随着这些产品越来越受市场青睐，Marvell近期不断扩展其机遇，包括一系列的客户定制soC满足更广泛的基站市场。其中的这些新产品设计用特制的优化芯片来代替FPGA。同时，Avera已经为一家领先的无线基础设施OEM提供了多代定制的射频前端。这些解决方案扩大了Marvell的潜在市场，也表明了有线和无线基础设施领域定制化ASIC的更广泛的机遇。Avera卓越的团队和丰富的ASIC设计专业知识将加速提升Marvell能力响应这些机遇并抓住基础设施领域的更多机遇。

根据协议条款，Marvell将在交易完成时向格芯支付6.5亿美元现金，如果在未来15个月满足特定商业条件，公司还将另外支付9，000万美元现金。如届时完成监管部门批准并满足其他惯例成交条件，预计该交易将在Marvell的2020财年内完成。