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，未來發(fā)展的前景十分廣闊。

01.“厲害”的LED照明

需要什么樣的電路設(shè)計(jì)來支撐？

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。

02.LED照明電路設(shè)計(jì)如何實(shí)現(xiàn)？

圖1：東芝半導(dǎo)體LED照明電路設(shè)計(jì)整體架構(gòu)

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。

圖2：電源單元中有源型PFC電路設(shè)計(jì)示例

在電源單元部分，由于MOSFET器件適用于高效的電源開關(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發(fā)可延展性。

圖3：電源單元中DC-DC轉(zhuǎn)換電路的反激式設(shè)計(jì)

圖4：電源單元中DC-DC轉(zhuǎn)換電路的正激式設(shè)計(jì)

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。

圖5：使用MOSFET作為低邊開關(guān)的LED驅(qū)動(dòng)電路

圖6：用運(yùn)算放大器放大人體傳感器信號(hào)電路示例

圖7：用運(yùn)算放大器放大環(huán)境光傳感器信號(hào)電路示例

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。

03.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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