LED驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)方案和實(shí)物詳解

　　目前Marvell公司提供的超低功耗A19型交鑰匙設(shè)計(jì)方案和燈泡實(shí)物包括兩種（見圖1），均可用于替代40W的A19型球泡白熾燈：一種是采用4顆照明級(jí)別Cree XLamp XP-E高效白光LED的方案；另一種是采用飛利浦Lumileds LUXEON A LED的方案。此外，Marvell還推出了采用Cree XLamp MT-G產(chǎn)品的PAR38射燈交鑰匙解決方案，用于替代100W的傳統(tǒng)此類燈具。同時(shí)，Marvell還在開發(fā)A19 60W等效LED燈泡方案，很快也將與中國客戶見面。

　　上述Turn-key設(shè)計(jì)方案支持各種的AC輸入，具有高達(dá)0.99的功率因數(shù)，總諧波失真（THD）低于《10%。所有這些方案已經(jīng)過充分的安規(guī)、EMI/EMC測(cè)試，可確保客戶通過CE、UL認(rèn)證，且符合能源之星、LM-79和LM-80光性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，因此可直接用于投入生產(chǎn)。

　　圖1：使用Cree LED（左）和飛利浦Lumileds LED （右）的替代40W A19球泡燈的“Turn-key”設(shè)計(jì)方案實(shí)物圖

　　“提高能效長期以來一直是Marvell公司專注的焦點(diǎn)，我們?yōu)楦黝愂袌?chǎng)提供尖端的低功耗解決方案已有超過10年?！盡arvell綠色技術(shù)產(chǎn)品部門副總裁Kishore Manghnani表示，“我們非常了解設(shè)計(jì)高功效燈的挑戰(zhàn)，并對(duì)支持Cree、Lumileds這樣的業(yè)界領(lǐng)袖公司向LED照明制造商推出高效節(jié)能的交鑰匙解決方案而感到自豪。”

　　Marvell公司LED驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)品線全球技術(shù)行銷高級(jí)經(jīng)理Lance Zheng表示：“我們希望將我們與全球領(lǐng)先公司合作開發(fā)高品質(zhì)LED照明應(yīng)用產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)帶到中國，與充滿發(fā)展活力的廣大中國LED照明廠商展開合作，共同推動(dòng)中國綠色照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”

Turn-key設(shè)計(jì)方案符合中國LED“國情”

　　中國有大大小小上萬家LED照明企業(yè)，但具備設(shè)計(jì)能力的只占少數(shù)，Marvell這種高品質(zhì)、符合全球法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)Turn-key設(shè)計(jì)方案正好滿足他們的需求。A19型球泡燈和PAR38射燈是出貨前景最大的兩種家用LED燈具。借助于Marvell帶專利自適應(yīng)控制環(huán)路和創(chuàng)新DSP架構(gòu)的LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品以及此次推出的相應(yīng)“Turn-key”設(shè)計(jì)方案，中國廠商可以最低的總體成本、出色的整體性能迅速將產(chǎn)品推向市場(chǎng)，并掃除進(jìn)軍海外中高端市場(chǎng)的各種門檻和障礙。

　　Lance介紹說，Marvell公司為88EM8081驅(qū)動(dòng)芯片的這些Turn-key設(shè)計(jì)方案投入很大，整合了電、光、熱等各方面的工程設(shè)計(jì)人才資源和昂貴的實(shí)驗(yàn)/測(cè)試設(shè)備資源，幫客戶完成了至少需要花費(fèi)4-6個(gè)月的開發(fā)工作，并且經(jīng)受住了各種品質(zhì)方面的考驗(yàn)，生產(chǎn)出的成品受到客戶的高度贊賞，索要申請(qǐng)絡(luò)繹不絕。

　　Marvell此舉開創(chuàng)了LED驅(qū)動(dòng)芯片供應(yīng)商之先河。眾所周知，目前大多數(shù)供應(yīng)商只能提供某款驅(qū)動(dòng)芯片的評(píng)估板或最多提供參考設(shè)計(jì)的支持，客戶需要自行或外包復(fù)雜的電、光、熱和外形設(shè)計(jì)。而Marvell可提供基于88EM8081驅(qū)動(dòng)芯片的Turn-key設(shè)計(jì)方案的完整設(shè)計(jì)和生產(chǎn)資料包，具體包括：

　　- 完整的生產(chǎn)資料包；

　　- 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)文檔：電氣原理圖，Gerber文檔和BOM清單；

　　- LED MCPCB Gerber文檔；

　　- 完整機(jī)械設(shè)計(jì)的3D設(shè)計(jì)文檔；

　　- 光度測(cè)試報(bào)告；

　　- 色度測(cè)試報(bào)告；

　　- 熱特征報(bào)告；

　　- EMI/EMC 測(cè)試報(bào)告；

　　- 雷擊保護(hù)測(cè)試報(bào)告。

　　此外，Marvell還提供5W-50W功率范圍的適合各種燈具尺寸的參考設(shè)計(jì)，功率因數(shù)高達(dá)0.99，具備寬電壓輸入范圍，效率最高達(dá)90%，并視客戶需要可提供電氣原理圖、Gerber文檔和BOM清單、變壓器規(guī)格參數(shù)等設(shè)計(jì)文檔。

Marvell技術(shù)優(yōu)勢(shì) = 成本優(yōu)勢(shì)

　　Marvell公司去年推出并量產(chǎn)的用于住宅和商業(yè)應(yīng)用的創(chuàng)新型LED照明產(chǎn)品88EM8081（開關(guān)頻率為120KHz）控制器可以用于輸出功率最高達(dá)150W的各種固態(tài)照明應(yīng)用。這些應(yīng)用包括：A19球泡燈、PAR20/30/38射燈、吊燈、筒燈、商用照明、路燈等。

　　除了采用先進(jìn)的模擬電路實(shí)現(xiàn)高效率外，Marvell 88EM8081的架構(gòu)中還包含一個(gè)可以用來增加新的獨(dú)特功能的最優(yōu)化DSP內(nèi)核以及單級(jí)功率因數(shù)校正（PFC）電路，這允許制造商使用更少的外部元件，進(jìn)而顯著降低材料清單（BOM）成本。

　　圖2：88EM8081的這種混合信號(hào)架構(gòu)支持快速增加新功能，且具有更高的可靠性和穩(wěn)定性

　　其DSP核是由硬件邏輯實(shí)現(xiàn)的，一些專有算法（如閉環(huán)控制、PID等）被固化在其中，不占用內(nèi)存，沒有增加額外成本。這種數(shù)字技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高效的設(shè)計(jì)并可方便地增加傳統(tǒng)照明無法提供的新的獨(dú)特功能，且具有更高的可靠性和穩(wěn)定性——對(duì)于可以持續(xù)工作5萬小時(shí)以上的LED產(chǎn)品來說這點(diǎn)非常重要，并可迎合由LED照明技術(shù)帶來的大眾化市場(chǎng)機(jī)遇。

　　Marvell 88EM8081還支持自適應(yīng)反饋環(huán)路，可實(shí)現(xiàn)業(yè)界最高水平的PFC（0.99）和最低的總諧波失真（THD，《10%），從而更容易符合包括“能源之星”在內(nèi)的全球各種法規(guī)。據(jù)內(nèi)部評(píng)測(cè)，該產(chǎn)品的效率可達(dá)到85%以上，高出同類產(chǎn)品3-7%。

　　以上技術(shù)優(yōu)勢(shì)實(shí)際上可轉(zhuǎn)換成總體開發(fā)或營銷成本上的優(yōu)勢(shì)。效率高意味著產(chǎn)熱少，可采用更便宜的熱設(shè)計(jì)方案，而且意味著更多的流明輸出，一個(gè)燈具中可以采用更少的LED芯片，系統(tǒng)成本可減小；PFC值高則可使產(chǎn)品在某些法規(guī)嚴(yán)格的市場(chǎng)（如韓國）更暢銷；低THD對(duì)于像歐美等高端市場(chǎng)來說意義重大，例如美國的一些電力公司及政府為低THD家用LED照明燈具提供高額的補(bǔ)貼。

　技術(shù)資源和支持網(wǎng)絡(luò)

　　雖然是LED驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域的新入者，但Marvell事實(shí)上已經(jīng)是一家全球知名的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)企業(yè)，在存儲(chǔ)、通訊、移動(dòng)互聯(lián)、消費(fèi)電子領(lǐng)域處于技術(shù)和市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位。該公司每年售出近10億顆芯片，公司2011財(cái)年（截至2011年1月29日）的收入達(dá)36.1億美元。Marvell在微處理器體系架構(gòu)及數(shù)字信號(hào)處理方面的專業(yè)知識(shí)、超強(qiáng)的模擬及混合信號(hào)設(shè)計(jì)能力，在大容量存儲(chǔ)解決方案、移動(dòng)與無線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)、消費(fèi)電子產(chǎn)品等頗有建樹。目前，Marvell已經(jīng)與全球很多知名的領(lǐng)導(dǎo)廠商和服務(wù)提供商都建立了穩(wěn)固的合作關(guān)系，包括RIM、中興、華為、摩托羅拉、中國移動(dòng)、微軟、希捷、東芝、三星、思科、HP等。Marvell在全球有6000多名員工，其中4500名為研發(fā)人員，占總數(shù)的70%以上。

　　注重技術(shù)和研發(fā)投入的Marvell近年來將目標(biāo)市場(chǎng)也拓展到了“綠色節(jié)能”領(lǐng)域，致力于設(shè)計(jì)旨在減少全球能源浪費(fèi)和碳排放總量的電源芯片和節(jié)能系統(tǒng)。其中LED照明應(yīng)用是一個(gè)重要分支，另一個(gè)分支是智能節(jié)電應(yīng)用。借助于數(shù)字和模擬混合信號(hào)技術(shù)的一貫優(yōu)勢(shì)，Marvell在LED照明領(lǐng)域突飛猛進(jìn)，已獲得幾十項(xiàng)專利，并且專利數(shù)還在逐年持續(xù)增加。

　　未來，Marvell還將不斷整合自己的混合信號(hào)設(shè)計(jì)、組網(wǎng)、無線、PFC和數(shù)字技術(shù)方面的豐富經(jīng)驗(yàn)，為LED照明推出創(chuàng)造性的聯(lián)網(wǎng)控制能力，進(jìn)一步滿足今天和未來數(shù)字LED系統(tǒng)的需求。

　　對(duì)LED照明應(yīng)用，Marvell在美國加州硅谷總部設(shè)有系統(tǒng)架構(gòu)和IC設(shè)計(jì)工程團(tuán)隊(duì)、在新加坡也設(shè)有IC設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，在中國上海則設(shè)立了應(yīng)用工程團(tuán)隊(duì)和技術(shù)行銷團(tuán)隊(duì)，以更好與本地客戶溝通，開發(fā)適合的參考設(shè)計(jì)和Turn-key方案。

　　另外，Marvell還與活躍在亞洲和LED照明市場(chǎng)的知名授權(quán)分銷商大聯(lián)大（WPI）、富昌電子（Future）展開了合作，通過后二者的廣泛技術(shù)支持和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為中國大陸的LED照明廠商提供服務(wù)。