在不久前落下帷幕的美國拉斯維加斯消費(fèi)電子展（CES 2013）上,，Marvell聯(lián)合多個(gè)合作伙伴,，以“智能家庭”系列產(chǎn)品為主題，推出了多項(xiàng)領(lǐng)先產(chǎn)品。而LED照明作為更加環(huán)保智能的照明方式,，在“智能家庭”中扮演了重要的角色,。不僅如此,，在商業(yè)照明領(lǐng)域,，LED照明的普及也在加速。盤點(diǎn)剛剛過去的2012年LED照明市場,，被業(yè)內(nèi)人士形象地稱為“黑馬”的Marvell公司在眾多LED驅(qū)動方案商中脫穎而出,，引發(fā)廣泛關(guān)注。

日前,，Marvell公司Green Technology Product技術(shù)營銷總監(jiān)Lance Zheng先生專程從美國飛到中國參加了由易維訊信息咨詢主辦的“2013產(chǎn)業(yè)和技術(shù)媒體研討會”,，特別分享了他對未來幾年LED照明市場的發(fā)展趨勢和創(chuàng)新方向的看法（圖1）。

圖1. Marvell公司參加在“2013產(chǎn)業(yè)和技術(shù)媒體研討會”LED主題的演講和展示,。

 LED照明市場的發(fā)展趨勢

目前,，Marvell LED照明市場的劃分策略是室內(nèi)照明和商業(yè)照明兩部分。Lance對LED室內(nèi)照明市場發(fā)展趨勢提出了3點(diǎn)預(yù)測：首先,，得益于LED燈具價(jià)格的不斷下降,，2014-2015年LED照明將會進(jìn)入爆發(fā)式增長階段。其次,，整個(gè)市場將從非調(diào)光轉(zhuǎn)到調(diào)光,。最后，無線可調(diào)光LED燈出現(xiàn),。

“2012年LED燈成本不斷下探,。在美國市場，主流的60W 可調(diào)光LED燈泡價(jià)格已經(jīng)由2011年的$40/只降到$20/只,，2013年還會降至$10/只,，而到2015年預(yù)計(jì)會到達(dá)$5/只的替代臨界價(jià)格,。所以2013年將是這一市場的關(guān)鍵年,，而整個(gè)室內(nèi)照明市場將在2014-2015年進(jìn)入爆發(fā)式增長階段,。”Lance表示。

他還指出,，成本在非調(diào)光燈泡和調(diào)光燈泡之間的差異正變得越來越小,，主要的成本差別在于驅(qū)動。例如Marvell的驅(qū)動方案調(diào)光與非調(diào)光的成本差異僅為20%,，所以這推動了LED照明市場轉(zhuǎn)向調(diào)光,。在美國，所有主流的零售渠道已經(jīng)都轉(zhuǎn)向調(diào)光方案,，“去年,，飛利浦推出了智能照明系統(tǒng)Hue，雖然價(jià)格非常高,，但是市場的反映非常好,。智能照明系統(tǒng)在2013年將會得到進(jìn)一步發(fā)展。”

至于LED商業(yè)照明市場的發(fā)展趨勢,，Lance指出：第一,、產(chǎn)業(yè)普及化在加速，如采用LED燈的商場,、酒店,、零售業(yè)、戶外裝置在增多,，“舉個(gè)例子,，如美國的沃爾瑪超市已經(jīng)全面采用LED照明，其使用的Cree最新的LED照明燈具的商業(yè)回報(bào)周期已經(jīng)縮短至1年左右,。”

第二,、基于DALI（數(shù)字化可尋址調(diào)光接口）標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字調(diào)光也開始在商業(yè)照明方面普及。DALI在10年前起源于歐洲,，現(xiàn)在正得到普及和加速增長,，在LED領(lǐng)域已經(jīng)站穩(wěn)了腳跟，并從歐洲向亞洲轉(zhuǎn)移,。它針對LED特定的功能,，不只是調(diào)光，也可以調(diào)色,。

LED照明走向大眾化的三只“攔路虎”

盡管LED燈泡的價(jià)格在不斷下降,，但LED照明對普通消費(fèi)者而言現(xiàn)在依然是昂貴的。成本居高不下,，并且LED驅(qū)動電路的體積過大,，成為LED照明走向大眾的第一只“攔路虎”,。

如下圖2所示，替代可調(diào)光A19 60W 燈泡的LED 燈泡成本目前在$7-8左右,。而這其中LED光源和驅(qū)動的成本占整個(gè)LED燈泡成本的第一和第二位,。好消息是去年LED光源的價(jià)格下降了很多，不過由于以往LED驅(qū)動電路技術(shù)還沒有很大的革新,，所以LED燈泡的成本還是一直居高不下,。

圖2. LED光源和驅(qū)動的成本占整個(gè)LED燈泡成本的第一和第二位。

而LED驅(qū)動電路的體積也是個(gè)問題,。日本是LED照明消費(fèi)最大的國家之一,，其最普及的燈泡E-17體積非常小。還有在歐洲非?；鸬腉U10燈泡,，同樣體積非常小。而受限于有限的空間加之對LED散熱的要求,，要將LED驅(qū)動電路放進(jìn)E-17或GU10這樣小的燈泡是非常困難的事情,。

LED照明走向大眾的第二只“攔路虎”就是和現(xiàn)有照明架構(gòu)的兼容性問題。這里最重要的就是可控硅調(diào)光器（dimmer）,。市場上各種各樣的調(diào)光器內(nèi)部的工作原理并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),。所以，當(dāng)把LED驅(qū)動電子放入LED燈泡中時(shí),，就很難與各種調(diào)光器兼容,。

“大家知道可控硅調(diào)光是非常古老的技術(shù)，它主要是給白熾燈使用的,。一般的消費(fèi)者去購買時(shí),，并不懂得把與其配套的調(diào)光器換掉。所以,，當(dāng)你用LED燈泡替換掉白熾燈燈泡的時(shí)候,，性能就會有影響。例如,，當(dāng)你裝了LED燈泡后,，你會發(fā)現(xiàn)調(diào)到最低的時(shí)候并不是那么低，還可能會閃爍,，更糟的是當(dāng)調(diào)到光源最低時(shí)就再啟動起不來,。這就給消費(fèi)者的使用帶來很大的不便。”Lance進(jìn)一步指出,。

LED照明走向大眾的第三只“攔路虎”當(dāng)屬消費(fèi)者意愿,。說LED可以節(jié)能、省電費(fèi),，但是只有推出不一樣的產(chǎn)品,，才能激發(fā)消費(fèi)者的購買欲望,。“消費(fèi)者期望值很高。畢竟一個(gè)白熾燈的價(jià)格低于50美分,，而LED燈泡是10美金,，所以消費(fèi)者對附加值的期望就很高了，就像當(dāng)初蘋果iPhone推出時(shí)一樣,。而Marvell的驅(qū)動方案不只能夠調(diào)光,、還能夠調(diào)色,，若將這種額外的價(jià)值提供給消費(fèi)者,，就會讓他們覺得買的值！” Lance表示,。

LED照明普及化的關(guān)鍵在于LED驅(qū)動技術(shù)的創(chuàng)新

面對上述LED照明普及化過程中的諸多挑戰(zhàn),，對策又是什么呢？

“我們認(rèn)為LED驅(qū)動電子在整個(gè)LED照明商業(yè)普及化過程中擔(dān)任了最重要的角色,。原因有三：第一,、LED驅(qū)動技術(shù)是確保和現(xiàn)有照明系統(tǒng)兼容的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)；第二,、對LED照明的成本也很重要（LED驅(qū)動成本位居整個(gè)LED照明成本的第2位）,；第三、是否能夠增進(jìn)用戶的體驗(yàn),？” Lance指出,。

創(chuàng)新一：數(shù)模混合架構(gòu)可輕松實(shí)現(xiàn)業(yè)界最好的調(diào)光效果

既然LED照明普及化的關(guān)鍵在于LED驅(qū)動技術(shù)的創(chuàng)新,，那么接下來就來看看Marvell在這方面都做了什么,？

數(shù)模混合架構(gòu)是Marvell在LED驅(qū)動技術(shù)上的重要?jiǎng)?chuàng)新之一,，所謂混合架構(gòu)就是每個(gè)芯片里面都有DSP內(nèi)核,，可以運(yùn)行算法。除了DSP內(nèi)核,，芯片內(nèi)部還有一個(gè)OTP,，內(nèi)存可編程。程序并不需要用戶自己寫入,，而是有一個(gè)開發(fā)工具,，其中所有的算法都是固化的。有了這個(gè)OTP就可以調(diào)整驅(qū)動芯片的調(diào)光曲線,。另外一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)在于,，與利用單片機(jī)運(yùn)行算法不同，這不需要開發(fā)軟件,。

以Marvell在去年推出的單級LED驅(qū)動IC88EM8183為例,，其采用了Marvell獨(dú)特的混合信號架構(gòu)和先進(jìn)的調(diào)光控制技術(shù),，在算法和架構(gòu)上擁有幾十項(xiàng)專利技術(shù)；88EM8183可以通過編程OTP和改變外圍電阻進(jìn)行調(diào)光曲線調(diào)整,?？善交貙?shí)現(xiàn)低至1% LED電流的深度調(diào)光，相比之下,，同類LED驅(qū)動器解決方案一般僅能實(shí)現(xiàn)10%至20%的調(diào)光,。以這種幅度調(diào)光，人眼感覺不到光強(qiáng)有很大的變化,，因此88EM8183顯著提高了性能,。它是業(yè)界調(diào)光度和性價(jià)比最好的方案，調(diào)光效率可高達(dá)90％,，高功率因數(shù)（高達(dá)0.99）,，低總諧波失真（小于15％）。

88EM8183還與絕大部分（TRIAC）壁式調(diào)光器兼容,，無論是前切,、后切調(diào)光器，還是數(shù)字調(diào)光器,。其調(diào)光器的兼容度可以達(dá)到90%,，而競爭對手中，做得好的靠近70% 到80%,，一般在60%以下,。

特別值得一提的是，88EM8183還能夠提供寬范圍的輸出功率平臺,，并提供客戶調(diào)光和非調(diào)光,、高壓和低壓統(tǒng)一平臺?；?8EM8183的商用筒燈也已經(jīng)推向市場,。

下圖3所示為關(guān)于Marvell數(shù)模混合架構(gòu)應(yīng)用的另一個(gè)例子,。這是基于Marvell 88EM8801的雙串智能LED驅(qū)動方案,。應(yīng)用此方案，可以實(shí)現(xiàn)色溫的調(diào)節(jié),、高色顯指數(shù),、高能效，能夠提供最優(yōu)的接近白熾燈的照明質(zhì)量,。

圖3. 基于Marvell數(shù)?；旌霞軜?gòu)雙通道LED驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)的雙串智能LED方案框圖。

創(chuàng)新二：更小尺寸、更低BOM成本,、更高效率的Buck-boost非隔離方案

前文提到,，為了幫助OEM和ODM適應(yīng)各種外形尺寸的LED燈，例如A19,、PAR,、BR、E17, GU10和Candle,，而且不會有損調(diào)光性能,，要求LED驅(qū)動電路板面積盡可能的小。通過采用Marvell的新型混合信號架構(gòu)和信號處理技術(shù),，及盡可能多的將模擬器件集成到LED驅(qū)動芯片內(nèi)部,，88EM8183可實(shí)現(xiàn)將LED驅(qū)動電源所需組件數(shù)減少一半以上，從而極大地減小了所需的電源體積,。

特別需要提到的是,，除了Fly-back 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu), 88EM8183還可以支持Buck-boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這是一種非隔離的驅(qū)動解決方案,，驅(qū)動電路尺寸可以比Fly-back拓?fù)涓　OM成本更低許多,，而驅(qū)動效率則更高許多,。

“我們建議客戶在高電壓低電流LED負(fù)載采用非隔離解決方案，這樣驅(qū)動效率將達(dá)到最大化,。”Lance強(qiáng)調(diào),，“88EM8183非隔離方案可以直接用在GU10,Candle 和EE17 等非常小尺寸標(biāo)準(zhǔn)的燈泡中，支持這些小尺寸燈泡是優(yōu)于市面上其他解決方案的擴(kuò)展應(yīng)用,。”而眾所周知,，GU10和Candle是目前出貨量最大的最主流LED燈泡，同時(shí)也是各大OEM以及ODM廠商遲遲無法找到合適方案的最棘手的產(chǎn)品,。

Marvell 目前提供88EM8183非隔離驅(qū)動方案的完整電路板參考設(shè)計(jì),，可支持各類輸出范圍應(yīng)用，而且非常容易導(dǎo)入生產(chǎn),，可幫助客戶達(dá)到非常低的PPM（如下圖4所示）,。

圖4  Marvell提供基于88EM8183的非隔離驅(qū)動方案的完整電路板參考設(shè)計(jì)。

Lance指出：“我們今年剛推出的Buck-boost非隔離方案可以說是業(yè)界性能最高,，成本最低的方案,，驅(qū)動成本比競爭對手平均少20-40%。”

創(chuàng)新三：在LED驅(qū)動中加入智能網(wǎng)絡(luò)控制

Marvell聯(lián)合創(chuàng)始人之一戴偉立女士在CES 2013上曾表示,，Marvell將在2013年進(jìn)一步發(fā)揮強(qiáng)大整合實(shí)力,，為消費(fèi)者提供美滿互聯(lián)的生活。這里的互聯(lián)是關(guān)鍵,，而將網(wǎng)絡(luò)控制功能加入LED驅(qū)動就能才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能照明,。

基于前文提到的全球第一款雙通道智能LED驅(qū)動芯片88EM8801,，Marvell在2012年就開發(fā)了一個(gè)業(yè)界唯一的智能驅(qū)動架構(gòu)（Smart LED Driver），其好處具體來說是可以選擇不同的配置方案,。

圖5. Marvell智能LED驅(qū)動架構(gòu)及參考設(shè)計(jì)

Lance在本次媒體研討會上暢想了幾個(gè)應(yīng)用：“LED燈泡本來已經(jīng)節(jié)能了,，加上控制后會更加節(jié)能。例如今天加班比較晚,，就可以利用手機(jī)將家里的燈關(guān)掉,，在到家前5分鐘再開啟，這不光是節(jié)能,，而且非常方便,。在美國還有一個(gè)性能，全家度假時(shí)怕小偷上門,，就可以把燈打開,，一定程度上防止小偷光顧。”

“因?yàn)楝F(xiàn)在市面上有很多不同的控制方案（Marvell都擁有）,?？墒强蛻粜枨髸胁町悾晕覀兂雠_的該架構(gòu),，通過更換接口統(tǒng)一的控制模塊,，實(shí)現(xiàn)不同控制方案的兼容和替換” Lance進(jìn)一步指出。

基于這樣的架構(gòu),，Marvell設(shè)計(jì)了DALI的控制平臺,。如下圖9所示。Marvell DALI軟件支持最新版本的DALI標(biāo)準(zhǔn),。DALI端點(diǎn)堆棧提供配置,、分組調(diào)度、場景管理,，并與Marvell 88EM8801集成以提供各種照明控制功能,，包括打開/關(guān)閉控制、深度數(shù)字調(diào)光,、CCT控制,、溫度補(bǔ)償、校正,、照明裝置監(jiān)控和能耗估算,。此外，這套DALI控制架構(gòu)還可實(shí)現(xiàn)對基于Web Serve 的管理用戶界面控制

圖6.Marvell智能照明平臺——DALI（商業(yè)照明）,。

對于室內(nèi)照明平臺,，“Marvell計(jì)劃在今年下半年會推出基于Zigbee Light Link (ZLL)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的方案，作為一種低功耗、低成本技術(shù),，它在Marvell LED照明平臺等智能家庭相關(guān)產(chǎn)品,，將會得到很好地應(yīng)用。”Lance表示,。

圖7.Marvell智能照明平臺——ZigBee（室內(nèi)照明）,。

Lance在演講最后總結(jié)道：“自我們?nèi)ツ晖瞥龅谝豢钌疃日{(diào)光的驅(qū)動芯片以來，市場反饋非常好,，主流的照明公司或者已經(jīng)量產(chǎn),，或者正在準(zhǔn)備量產(chǎn)。中國市場對Marvell是非常重要的一部分,，因?yàn)檎麄€(gè)LED照明產(chǎn)業(yè)中有90%企業(yè)在中國,。我們也會持續(xù)投入支持資源，幫助推動LED照明的普及,，助力中國LED照明產(chǎn)業(yè)成長,。”