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“去电源化”LED驱动技术大势所趋?

发布:2017-06-17 | 作者: | 来源: | 查看:17次 | 用户关注:

【来源:高工LED旗下《LED好产品》杂志3月刊 记者/高金瑜】LED产业经过多年的技术发展,以及市场培育,逐渐被终端消费者认可,但是作为消费品的LED室内照明产品,价格是影响其发展的重要因素。作为核心部件之一,驱动电源在LED整灯成本中占比达到20%-30%,随着器件和照明产品价格的下滑,也给驱动电源带来降价压力。而驱动电源又是LED灯具的短板。有业内人士称,100个坏掉的灯中,有99个是因为驱
【来源:高工LED旗下《LED好产品》杂志3月刊 记者/高金瑜】LED产业经过多年的技术发展,以及市场培育,逐渐被终端消费者认可,但是作为消费品的LED室内照明产品,价格是影响其发展的重要因素。作为核心部件之一,驱动电源在LED整灯成本中占比达到20%-30%,随着器件和照明产品价格的下滑,也给驱动电源带来降价压力。

而驱动电源又是LED灯具的短板。有业内人士称,100个坏掉的灯中,有99个是因为驱动电源出现问题,驱动电源的短板又在于电解电容。

LED照明产品的实际使用寿命远远低于理论值,其根本原因就在于驱动电源的失效。除去复杂性,电源组装工艺多,容易出错,工艺复杂,意味着需要更多人力物力,更高的产品成本,从而造成可靠性和稳定性的下降。

在成本与质量的双重压力下,一种全新的驱动方式“去电源化技术”应运而生,“去电源化”不能理解为不需要驱动,更不是不要“电”,而是取消电源中影响寿命的部分器件。无电解电容、去电源化的技术路线一方面可以解决电解电容影响电源寿命的问题,另一方面可以进一步降低电源整体成本。

LED驱动电源的发展跟随灯珠的发展,而驱动电源的发展又受到散热套件材料的影响,当各种高导热绝缘材料在LED中普遍应用,给了电源发展的全新契机,虽然非隔离电源与传统的隔离电源各有粉丝,但在注重高性价比的时代,有行业人士称可用交流电(AC)直接驱动发光的新一代特殊拓扑结构AC-LED光源生产技术的日趋成熟,将会开创LED照明技术的又一新纪元。

“去电源化”驱动技术引领LED照明市场新趋势

LED光源是一种长寿命光源,理论寿命可达50000小时,但是应用电路设计不合理、电路元器件选用不当、LED光源散热不好,都会影响它的使用寿命。特别是在应用电路里,作为AC/DC整流桥的输出滤波器的电解电容器,它的使用寿命在5000小时以下,这就成了制造长寿命LED灯具技术的拦路虎,设计生产可以在应用电路里省去电解电容器的新一代LED驱动IC是可行的解决方案。

目前去电源化的设计思路主要有AC-LED和HV-LED。AC-LED因其整流桥部分也是采用LED组合设计的,整流桥部分也是发光的一部分,它的优点是体积可以设计得很小。

HV-LED与AC-LED区别是整流桥不在光源的设计范围,在灯具设计增加成熟的整流桥部分,可大大缩减设计成本。HV-LED与LV-LED相比不在需要电源转换,驱动效率及电路设计大大简化。

目前国外市场以首尔半导体(SEOUL SEMICONDUCTOR)和英国(Lynk Labs)公司的AC-LED驱动IC引擎技术为最前沿,德州仪器(Texas Instruments)也将他们的产品扩展到LED驱动领域,推出新型AC-LED驱动IC,旨在简化以AC-LED驱动技术为基础的引擎。

虽然现阶段国内应用AC-LED驱动芯片的市场份额暂且不高,只有10%左右,但随着国外IC巨头在AC-LED驱动芯片的研发和投资力度的增强,晟碟总经理陈亨由表示,两年之内,LED行业80-90%企业将会采用AC-LED IC驱动方案。

随着高压集成灯珠和COB技术的成熟和成本的降低,去电源化驱动技术将会迎来属于她的春天!

简单、好用

基于驱动IC市场的发展趋势及技术上的革新,晟碟推出SDS3108系列高阶分段AC-LED驱动IC。在继承高压线性恒流固有优点的基础上,把电源各项指标提升至或超过开关电源的水平,并完全克服了100Hz频闪和灯芯利用率低的问题,并首次在业内将线性恒流驱动的功率提升至25W。

而明微电子推出的去电源化产品是SM2087,SM2087是一款高功率因数、分段式线性恒流LED驱动芯片,适用于光引擎和HV-COB-LED等LED照明领域。

采用明微电子恒流控制专利技术,无需变压器、电感和高压电解电容,即可实现恒流精度小于±5%,效率大于90%,功率因数大于0.98和谐波小于20%的系统特性。输出电流可由外接电阻调节,易于批量化生产,具有过温等多种保护功能。

明微电子市场部副经理赵春波向记者介绍SM2087的两种典型应用,第一种是高压集成灯珠、光引擎方案,在220Vac市电输入条件下,7W的球泡灯方案仅需28个9V高压集成灯珠,无需高压电解电容、无需变压器和电感。SM2087与高压集成灯珠共用铝基板,易于批量化生产,是无电源化的光引擎方案。

第二种是将SM2087与LED灯珠集成在一个COB光源中,其LED灯具实现了彻底的无电源,将HV-COB-LED直接接入市电就可使用,可应用在各种LED灯具上,让LED照明更加简单,寿命更久。同样的,本应用具有高功率因数、低THD和高效率的特点。

开关电源的发展已经趋近极限,其成本无法再降,陈亨由谈及,采用晟蝶AC-LED驱动IC的光电引擎架构,以灯管为例,整灯的成本会下降三成左右。另外,基于机械化生产,不良率会大大降低,采用全自动化贴片式生产,光电引擎的产能及生产成本也将大幅度降低。

由于光引擎简化外部接口,例如对球泡灯和吸顶灯来说,对外电气接口就是2根220V电源线,对外机械接口就是固定到散热器的三颗螺钉,同时由于接口简单,便于标准化,对应用厂家的要求极低,简化了生产过程,降低了生产成本。最后,去掉了电源印制板,降低了BOM成本。

由于去电源化驱动IC具有可批量化生产、易于生产、电路简洁,而且提高可靠性等诸多优势,赵春波称去电源化驱动技术在小功率领域市场将很有优势。

技术缺陷

虽然去电源化驱动技术存在种种优势,但在LED产业从业多年的隆美雅总经理黄柱联对去电源化驱动技术却持保留态度,目前国内的标准缺失,如果按照国际出口标准这些不用电容的解决方案无法通过安规、EMI、高速谐波测试。

业内人士普遍认为去电源化驱动技术存在两大先天性缺陷,散热问题以及电网波动,影响输出率。采用无电解电容方案的LED电源驱动器解决方案尽管解决了LED照明灯具的寿命问题,但因为缺少了电容这个储能元件,无法起到很好的稳定电压的作用,而仅仅依靠IC等元器件去处理电网中的脉冲、毛刺等不稳定因素的干扰,整个LED灯具将存在诸多不稳定因素。

华全电气副总经理彭赋文称,不可否认去电源化驱动技术的最大优点在于低成本,但是由于其抗浪涌能力弱、输出纹波和无法通过EMC测试等缺陷,因此它无法在高档场所使用。

即使这种技术目前还存在种种缺陷,但它仍然可在一些对灯具要求不高的场合得到应用。僻如对工程现场环境十分了解与有把握的工程商会选择使用,以及民用场合,因此德力普产品经理蒲承认为,去电源化驱动技术将会对民用市场的非隔离电源带来冲击。 来源:高工LED
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