隨著全球環保節能意識抬頭，加上LED發光效率快速提升，使得LED不斷拓展其應用領域，成為取代傳統光源的主流技術。從手機、筆電、顯示器到電視的面板光源，再到看板、路燈、建築物、車燈等等，處處可見LED的身影，也帶動龐大的市場商機。

台灣LED供應鏈從上游磊晶、中游晶粒製作，到下游的封裝都有許多廠商投入，形成一個非常完整的產業鏈結構，在國際市場扮演重要的角色。相較於其他國家由少數大廠包辦所有生產環節的模式，台灣LED產業更具彈性，更能夠提供優質的服務模式，來滿足客戶的不同需求。

不過，前瞻性的LED技術仍不斷推陳出新，為提升照明產品的品質與功能，設計者仍需面對許多挑戰。為協助業者掌握LED開發之關鍵技術，特在2010年12月2日舉辦本次LED照明驅動設計與開發實務研討會，會中將邀請多位專家，分別探討LED照明標準、高效率LED驅動方案、LED光源之照明設計與應用，以及AC to CC/DC to CC驅動設計要領。

《圖一　立錡資深專案經理廖光彬》

高效率LED驅動器選擇要領

凌力爾特（Linear）應用技術工程經理李景升表示，LED具有相當多的應用優勢，包括小尺寸、設計有彈性、快速發光、安全、容易調光、節能環保、壽命長、耐用度高等等，因而很快地拓展市場到各個角落。

一個良好的LED燈具，必須同時做好光、機、電、熱等各方面的設計。在電性的處理上，必須決定LED晶粒及燈串的數量，通過的電流、電壓值，以及切換頻率及轉換效率等。李景升指出，對於LED的壽命來說，操作溫度的控制是非常重要的，太高溫會降低使用壽命。此外，必須決定LED調光的方式是採用直流電驅動或PWM，並需做好妥善的電路保護。

要滿足這些設計需求，LED驅動器就成了選擇的重點。對供應商的考量要領包括是否提供彈性的架構，電流供應及可調光的範圍是否夠廣，驅動器的尺寸是否夠小、功能整合度是否夠高，以及能提供多少串列的驅動通道。不僅如此，選擇驅動器時也得考量是否提供過電壓/過電流保護，支持SPI/I2C控制介面，以及對溫度的控制、效率的提升和雜訊的降低等等。

他強調由Linear提出的High Side Current Sensing架構，即是一種高度彈性的解決方案，不論是升壓、降壓或升/降壓模式皆可用同一顆晶片來達成。不僅如此，一般的電路設計上需用到兩條連結線路，上述架構則可簡化為一條線路。

在調光設計上，為了維持色彩的一致性，採用Filtered PWM或DC調光方式，調光率通常必須小於10:1。李景升指出，若將類比式調光與PWM調光整合在一起，就能提供更高的調光率。透過驅動晶片內部的PWM調光控制，甚至可做到3000:1的調光率。

此外，在一些應用的設計上，往往需要規劃一個以上的LED燈串，這時燈串之間的電流匹配（current matching）就很重要。要滿足此類需求，可採用支援多通道的LED驅動器，或是其他的架構，例如以驅動器搭配顆功率級和一顆鎮流器（ballaster）。

《圖二　Linear應用技術工程經理李景升》

LED光源之照明設計與應用

做為照明設備，如何讓LED發出最大的光量及理想的光形，也是燈具設計的重點所在。思源科技光學部應用工程師劉惠卿表示，LED的光學設計必須善用光學透鏡、反射面鏡和折光板來達成設計需求，而光學軟體提供了一個良好的照明設計與分析平台，可以輔助整個設計工作的完成。

在照明模擬上，外型、光譜、光通量與配光曲線是建立模型的重要參數。整個光學設計流程從3D模型的建立開始，必須先建立光源及觀察面，再進行光線模擬，依據分析結果再做最佳化的調整。劉惠卿指出，最佳化是由評價函數、變數和限制條件所組成，其目的是藉由改變系統變數，在滿足限制條件的情況下降低誤差函數。做完最佳化後即可建立真實光源來取代初始的點光源。

劉它卿強調，光源設定的準確與否，決定了整個設計的準確度。光源的建立方法包括切趾光源、資料光源、幾何光源，而正確的光源設定方式則分為根據LED的規格書、從網路上下載光源檔案，以及自行建構幾何光源。

《圖三　思渤科技應用工程師劉惠卿》

LED照明驅動設計要領

針對LED照明驅動IC的應用設計，立錡科技行銷處LED照明資深專案經理廖光彬表示，大致可分為交流供電與直流供電兩大類，兩者都要求提供定電流（constant current；CC）驅動，但有不同的設計需求。以交流電轉定電流驅動來說，又可分為隔離型與非隔離型的作法。廖光彬指出，目前非隔離型在日本是主流作法，佔約七成市場；美國的應用也有增加的趨勢，歐洲市場的發展則有待觀察。

廖光彬指出，在驅動IC的選擇上，必須要能夠提供非常精準的定電流控制，而且有穩定的量產品質，即電流準確性應在±5％之內。當然，IC的封裝尺寸愈小愈好，同時要能將更多的外部元件整合到這顆IC中，才能節省電路空間、降低成本，並提高系統穩定性。此外，不操作時的電流洩露要低，才會省電；採用二次側調光方法則可以得到更佳的準確性。