【导读】随着半导体材料与智能控制技术的持续迭代，LED照明在光效、寿命及稳定性等核心指标实现跨越式突破，并通过自适应调光、光谱定制等创新技术精准匹配用户智能化、个性化需求。在市场拓展维度，LED正加速向工业高精度照明、健康节律光环境、智慧城市景观等高端领域渗透，驱动千亿级照明产业开启新一轮增长周期。
随着技术的进步，LED照明产品在发光效率、寿命、稳定性等方面的性能不断提升，并能更好地满足用户对产品智能化、个性化的需求。同时在市场产业化和商业化维度来看，LED在工业照明、景观照明、健康照明等细分市场不断地拓展和延伸，未来发展的前景十分广阔。
“厉害”的LED照明需要什么样的电路设计来支撑？
为了能够让LED照明产品具备更好的性能，其电路设计也需要在多个方面实现能力水平的提升，其中包括：高效率与低功耗，实现更高效的能量转换，减少能源消耗，并提高LED照明设备的使用寿命；稳定的输出电流，驱动芯片的输出电流需要长久恒定，以确保LED稳定发光，亮度不会闪烁；高度集成，电路设计需采用集成度高的芯片和元器件，从而实现产品的小型化；宽电压范围，使LED照明设备能够适应更大范围的输入电压；良好的散热性能，芯片电路一方面需要能够产生更少的热量，另一方面也需要能够快速散热，以提高系统的稳定性。针对这些需求，东芝半导体提供了完备的LED照明电路设计架构和解决方案。
LED照明电路设计如何实现？
高效率、低功耗和小型化等要求，对于LED照明的电路设计考虑非常重要。东芝半导体在电路设计整体框架（图1）中，包含了PFC控制器、DC-DC转换、LED驱动器、MCU、Wi-Fi、红外接收器、开关、人体传感器、环境光传感器等模块和多个具备低导通电阻和高效散热能力的MOSFET器件，以及对电路设计中的各种配置方式。
在电源单元部分，由于MOSFET器件适用于高效的电源开关，因此其更适合有源型PFC电路设计（图2）。由于晶体管输出光耦合器具有高电流传输比和高温下可运转的能力，所以将其用于电路中的信号隔离。东芝半导体所采用的MCU可以用于进行PFC的控制，该MCU具有内置的传感模拟接口和低功耗水平，并且支持充分的软件开发可延展性。
在电源单元的DC-DC转换器电路中，可根据系统所需，采用反激式（图3）或正激式（图4）设计方式。在这个部分里，利用MOSFET器件优异的低导通电阻和高效率散热能力，一方面可以产生更低的热量，一方面可以实现低功耗水平。除此之外，在电路中采用的器件和芯片由于更小体积的封装技术，从而实现了电路板占用面积的减少，这有利于让LED照明设备更加小型化。
在LED照明电路的传感器信号输入单元部分（图6和图7分别对应人体传感器和环境光传感器）中，具有优异PSRR电源抑制比能力的LDO低压差稳压器，能够抑制电源变化对输出信号的影响，因此LDO对于传感器电路性能而言十分重要。同时，在这部分电路中，使用小型表面贴装式的LDO，会使电源处于低噪声水平，从而让运算放大器能够在低电流消耗或低噪声环境下，对检测到的微弱有用信号（weak signal）进行放大。
LED照明电路设计实力体现
综上所述，东芝半导体的LED照明电路设计凭借在高效率、低功耗、长寿命、优异散热性能、小型化、碳化硅先进材料应用等多方面的创新和领先优势，使客户的LED照明产品在市场上更具竞争力和发展潜力。
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