即将出版的 实用LED驱动电路设计详解 部分内容

 1.3  照明用LED的基本特性

1．照明用LED的光谱特性

是否单色LED就可以作为照明用电光源呢？这需要和太阳光的光谱来比较，因为人眼是在生物进化的十几亿年的产物，是在太阳光下进化的结果，对太阳光的光谱已经适应。如果一种照明光源的光谱与太阳光的光谱相差甚远，则人眼会感觉非常不舒服的，而且也会导致快速的用眼疲劳，近视就是这类用眼疲劳的最明显的表现。

因此作为照明用的电光源的光谱引进可能的与太阳光的光谱相接近。一般的评判方法是评判光源与白光的接近程度，即显色性。

在海平面上的太阳的可见光光谱如图1.6。

图1.6  在海平面上的太阳的可见光光谱

可以看到这个光谱与6500K的黑体辐射的光谱基本相同，其差异部分是太阳光给太阳上的化学元素吸收以及经过大气层时被吸收掉的部分。

要想让LED发出的光谱能够与太阳光相近，需要利用三基色原理将红、绿、蓝三种光通过合适的比例混合成“白光”。

一般的白光LED的实现方法是在蓝色LED表面涂黄色荧光粉来获得所谓的白光，这种白光LED的光谱特性如图1.7。

图1.7  应用荧光粉获得的白光LED的光谱

很明显，这种“白光”LED带有强烈的令人讨厌的蓝光，因此在实际应用时可能会感到不适。因此也可以利用红、绿、蓝三种颜色的LED组和获得白光LED，如图1.8。

图1.8  利用红、绿、蓝三种颜色的LED组和获得白光LED

很显然，如1.8的显色性优于图1.7的显色性，但使用三种单色LED组合成图1.8的光谱特性相对利用蓝光LED附加荧光粉的方法要复杂的多，而且一旦工作条件稍有改变，其光谱特性就会随之改变。

不同色温的LED的光谱特性也不相同，图1.9为CREE公司的不同色温白光LED的光谱特性。

图1.9  CREE公司的不同色温白光LED的光谱特性

从图中看到，随着色温的降低LED的蓝光分量减小黄光甚至橘黄色光粉量明显增加，这对于习惯于太阳光谱的人眼来说，HB LED的色温低一些会感到舒服一些。

2．高亮度白光LED

一般的LED的工作电流仅10~20mA，对应的灯功率也仅仅40~60mW。而且一般的LED光强度比较低，也就是说光效比较低。

为了使LED进入照明领域，LED的亮度必须提高。不经灯功率要大幅度提高，而且单位功率的光通量（光效）也要大幅度提高。这种大功率高亮度的LED通常被称为“高亮度LED”，英文名为：“High Brightness LEDs”，英文缩写为“HB LED”。

HB LED的灯功率一般在0.5W以上，对应的灯电流至少在100mA以上。

1.8 机遇与挑战

1．机遇

国内巨大的LED应用市场：

液晶电视机、液晶显示器、各种手持式液晶视频和阅读系统、手机等液晶显示屏的背光；

为了节能减排以及减少有毒物质排放而替代白炽灯、荧光灯、高压钠灯和金属卤化物灯等。例如市政建设中的LED街灯建筑装饰灯等亮化城市的市政形象性工程；

需要长寿命“免维护或少维护”的照明系统；

将来的室内照明；

汽车中的应用；

各种指示、显示的应用。

这里任何一项都是巨大的市场。这就是LED的魅力所。

2．挑战

⑴ 科技是第一生产力

围绕蓝色发光二极管（LED）发明者中村修二要求原雇主--日亚化学工业对其发明支付等价报酬一案，最终于11日在负责上诉审判的东京高等法院达成和解。日亚化学工业将向中村支付6亿857万日元（约合人民币0.52亿元）的等价报酬及2亿3534万日元（约合人民币0.18亿元）的滞纳赔偿金，总计8亿4391万日元（约合人民币0.7亿元）。这一金额不仅是针对此次诉讼所涉及的专利（专利第2628404号），还包括与中村相关的全部发明（日本国内专利和国外专利）与技术。也就是说，通过此次和解，中村与日亚化学工业的纠纷已经得到全面彻底解决。

这一事件表明了科技是第一生产力。

⑵ 专利与LED制造技术的壁垒

随着白光LED的广泛、快速应用，以及它的潜在的巨大市场，如何保护自身利益就是各LED制造商所不得不考虑的问题，其中利用专利保护自身的利益就是一个最有效的办法。

国外各大LED制造商在这个领域的大力投入,专利侵权、交叉授权等法律事务不断发生。我们不得不正视的问题是：五LED大巨头Nichia、Osram、Toyoda Gosei、Cree和Lumileds几乎控制了整个白光LED产业。这里专利密集，可以说是雷区重重，使得想进驻这一领域的其他商家忧虑重重、望而却步，尽管如此，很多公司还是极力争取在此领域占有一立足之地方。

随着LED产业的快速崛起，该行业已经爆发全球专利大战。例如，日亚化学工业公司与丰田合成公司之间爆发了40件LED专利诉讼，双方各有输赢。欧司朗曾在德国控告台湾今台电子侵犯LED专利。日亚化学工业公司曾在日本控告台湾晶元光电侵犯专利。飞利浦曾在美国联邦贸易委员会提起337诉讼，控告台湾晶元光电侵犯专利。日亚化学工业公司曾在台湾起诉控告亿光公司侵害LED专利。全球五大LED制造商——日亚化学工业公司、丰田合成公司、欧司朗公司、飞利浦公司、科锐公司等还曾在美国法院被控侵犯两项LED专利。2008年2月20日，美国专利权人再次提起337诉讼，指控索尼、松下等全球30家企业侵犯其LED方法专利——用P型和N型掺杂制作PN结半导体器件的工艺过程及方法，并申请普遍排除令和禁止令。这30家被告中包含11家中国企业。侵权产品包括短波长LED、激光二极管以及包含这两种组件的下游产品，如便携式产品、仪表面板、广告板、信号器、HD-DVD影碟机、蓝光影碟机、存储器等各种相关电子产品。

我们会看到，各大LED巨头之间一般会采用交叉专利的方法化解相互之间的纠纷，而这些巨头对弱小的LED制造商则毫不客气，必须置之死地而后快，一定要讲后起之秀利用专利优势将其扼杀在襁褓之中。这就是我国在高亮度LED领域艰难跋涉的最主要原因。大量事实表明，只要我国没有高亮度、大功率LED制造能力，LED巨鳄们在销售高亮度、大功率LED时漫天要价。一旦我国掌握了高亮度、大功率LED制造技术，高亮度、大功率LED的价格就会大幅度降低，直到可以普遍应用。

⑶ 中国LED专利的现状

在全球LED专利中仅占一成

目前LED照明产业核心技术多为国外企业所掌控，来自美国、日本和欧洲的企业不仅占据大部分市场份额，而且拥有LED照明产业链上游区域80%-90%的原创性发明专利。

广东省知识产权局和广东省信息产业厅联合举行平板显示和LED产业专利态势分析报告会，发布了《平板显示器产业专利态势分析报告》和《LED产业专利态势分析报告》。据悉，LED应用的相关专利国家中，日本占全球的27.9%,而中国仅占9.34%.

LED产业集群占国内的四分之三

我国LED产业的地区分布为集中，现已形成了七大区域产业集群，分别是上海、南昌、厦门、大连、深圳、扬州和石家庄。我国专利申请量居前六位的是深圳、北京、广东、浙江、上海、厦门，集中了全国75%以上的申请量。

专利多集中在中下游产业链

由于LED行业具有比较长的产业链，包括上游、中游、下游及应用产品，每一领域的技术特征和资本特征差异较大，因此在发展上也存在着一定的不均衡性。据高工LED产业研究中心调查，截至2008年底，中国的LED相关专利申请共26071件，其中处于产业中游和下游的封装和应用方面的专利接近50%.而在产业上游的外延和芯片方面，由于我国研究和生产起步较晚，专利所占比例较少。

各种LED调查显示，封装是我国的主要研发和申请领域，专利申请数占总体的39%,其它依此为应用技术、外延技术、芯片技术、白光技术及衬底技术，相关专利主要涉及LED的制备方法和设备。

缺少核心技术专利

上游核心专利主要集中在日亚化工（日本）、欧司朗（德国）、克里（美国）、通用电气（美国）、丰田合成（日本）和三星（韩国）等大公司手中，例如芯片基片制造的主流技术蓝宝石衬底技术和碳化硅衬底技术，由于对技术和工艺水平要求苛刻，目前仅被日本日亚公司和美国Cree公司掌控，我国使用的大多是日本日亚的蓝宝石衬底技术，但需要向日本日亚缴纳不菲的专利费用。

目前国内申请多为外围专利，核心专利缺乏，特别是白光、大功率LED灯的热平衡问题、持久高效的荧光粉等专利，一直被欧、美、日垄断，阻碍产业发展。中国要突破国外白光LED专利封锁，需要在实现的技术路线或关键材料方面取得突破性进展。并且在追求专利数量的同时，我国企业应更关注专利的质量，特别是重要领域发明专利今后对于企业在市场份额谈判中意义更大。中国LED专利存在风险状况

拥有核心专利的公司其有超过一半的核心专利在我国获得授权，且国内申请的外围专利的保护范围落在国外专利保护范围之内，因此国内企业存在很大的专利风险。这些公司利用各自的核心专利，采取横向（同时进入多个国家）和纵向（不断完善设计，进行后续申请）扩展方式，在全世界范围内布置了严密的专利网。对于中国及韩国等LED产业的后来者，虽然LED产业已经具有了一定规模，但由于在专利技术方面的被动，其发展却受到专利的很大牵制，这种情况在中国台湾地区表现最为突出。

本章结束语

我国高亮度、大功率LED的发展要靠致力于高亮度、大功率LED国产化的仁人志士的努力，需要各界人士和机构的鼎力支持。我国的高亮度、大功率LED国产化之日就是高亮度、大功率LED普遍应用之时。相信中华民族的智慧会创造高亮度、大功率LED的灿烂的明天。

什么时间出来啊

你肯定能看懂

ok!

那要在网上看看在买来学习哦

陈老师，书我已经购买到了，昨晚看了一部分，收获不少，还有以下疑问

1.P122页  一次侧匝数 NP=10VinTonmax/（Bm.Ae  ）  经常看到其他教材为NP=Ipk.Lp/（Bm.Ae) 请陈老师帮忙推导下你的计算公式怎么得来的，有点不理解！

2.看到求变压器时没有列明Lp怎么求解，请教陈老师！

3.具体设计怎么确定全电压范围为工作在DCM/CCM模式，看了内容还不是太理解，想请你仔细讲解下！

以上，谢谢！

bobery@sina.cn

大概看了下目录，感觉使用的IC 种类较少。好象没有调光的。

还有就是感觉现在很多LED驱动书籍都把安森美的IC做了很多介绍。不知道怎么回事。

以上，问题请解析下，谢谢！

用最便宜的原件打造LED驱动电路  是没错。但是也要考虑驱动的可靠性与精度等。

我所说的是可控硅调光。PWM调光的几乎所有DC-DC都有啦。

还有就是想学到最基本的变压器计算方式。不是书上把变压器的绕法和匝数都标上就好了。

應公司發展需要，誠請LED Driver研發工程師多名，有意的朋友請發個人簡歷到dchunko@163.com，來信必回。此份信息對各位網友造成不便，敬請原諒，謝謝。