LED驅(qū)動要鬧革命了？

文章來源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2014-04-10

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 今年三四月份熱鬧非凡，除了大大小小的經(jīng)銷商大會、項(xiàng)目和新品發(fā)布會外，一股驅(qū)動電源領(lǐng)域的小浪潮正在興起。3月底4月初，聚科照明、長運(yùn)通、新力光源等3家LED企業(yè)先后舉辦發(fā)布會，大力宣揚(yáng)去電源化驅(qū)動產(chǎn)品和技術(shù)，或者與下游企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，全力推動去電源化驅(qū)動發(fā)展。為什么短期內(nèi)會出現(xiàn)多家業(yè)內(nèi)知名LED企業(yè)爭先發(fā)布去電源化驅(qū)動產(chǎn)品或合作項(xiàng)目呢？去電源化驅(qū)動是否將掀起一場驅(qū)動革命的浪潮呢？

　　新一輪驅(qū)動技術(shù)革命啟動

　　去電源化驅(qū)動是個(gè)什么東西，很多業(yè)內(nèi)人士都弄不清楚，事實(shí)上，不管是去電源化驅(qū)動技術(shù)還是業(yè)內(nèi)稱呼的“去電源化”技術(shù)，這些說法都不夠準(zhǔn)確，不是沒有驅(qū)動，而是通過電路設(shè)計(jì)及微電子工藝，將驅(qū)動電路做小，并與LED實(shí)現(xiàn)高度集成。

　　去電源化驅(qū)動，即交流電直接驅(qū)動技術(shù)，其類似于臺式電腦的聲卡集成，原先都是單獨(dú)的聲卡，需要插在插槽里，技術(shù)進(jìn)步之后，現(xiàn)在就集成在主板上，去電源化驅(qū)動也是如此。

　　驅(qū)動電源發(fā)展史

　　“驅(qū)動電路從原理上講，分為開關(guān)電路與線性電路。早前，大家都采用開關(guān)電源電路，從隔離型到非隔離型，或是升壓電路、或是降壓電路，這些都屬于開關(guān)電源技術(shù)。交流驅(qū)動是一種高壓線性電路，不需要降壓轉(zhuǎn)換，電路簡單可靠，并且可以實(shí)現(xiàn)高度集成，”深圳新力光源LED應(yīng)用總監(jiān)晉紅兵告訴記者。

　　驅(qū)動電源階段

　　所有直流LED照明產(chǎn)品都要配置一個(gè)交流電轉(zhuǎn)直流電（即AC/DC）的驅(qū)動，把電壓變成低壓恒流，因?yàn)長ED是直流低壓的，裝上驅(qū)動LED才能正常工作。其中線性電路，指的是完全由線性元件構(gòu)成的電路。線性電源，一般都利用變壓器從高壓變低壓，再經(jīng)過整流輸出直流電壓。這樣一來體積大、笨重，效率低、發(fā)熱量也大。當(dāng)熱量高的時(shí)候，元件的壽命勢必要下降，影響最終的使用效果。

　　而驅(qū)動元器件的使用壽命一直為業(yè)界所詬�。篖ED的壽命可以很容易達(dá)到3萬小時(shí)，可是驅(qū)動一般只有5000到1萬多小時(shí)，驅(qū)動的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LED的使用壽命，電源一壞LED燈具就沒辦法正常工作，特別是LED球泡燈等小體積產(chǎn)品。據(jù)了解，超過50%的故障LED燈具都源于電源問題。直流LED的使用壽命大大短于交流LED，而且驅(qū)動電源的成本也占了整個(gè)LED燈具15%-20%的總成本。

　　去電源化驅(qū)動初級階段

　　正因?yàn)轵?qū)動存在故障率高、壽命短和大幅增加LED照明成本等缺點(diǎn)，是否能拆除電源，成為了業(yè)界新的研究方向，而交流LED和高壓LED等去電源化驅(qū)動技術(shù)就此誕生了。

　　早在2005年，首爾半導(dǎo)體就發(fā)明了可以用交流直接驅(qū)動使其發(fā)光的交流LED；隨即，美國III-NTechnology開發(fā)MOCVD生長技術(shù)基礎(chǔ)上的氮化鎵襯底，可以增進(jìn)照明和傳感器的應(yīng)用；在2008年，臺灣地區(qū)“工業(yè)技術(shù)研究院”也完成可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)并有實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)方案的交流LED產(chǎn)品，可直接插電于60Hz或更高頻率的AC110V交流壓使其交流發(fā)光。在當(dāng)時(shí)，美國、韓國和臺灣地區(qū)是全球交流LED技術(shù)領(lǐng)先者之一。

為了提高驅(qū)動電源的壽命和降低成本，無電解電容驅(qū)動方案在幾年前頻繁出現(xiàn)在各大行業(yè)網(wǎng)站上，各個(gè)驅(qū)動電源廠家也以無電解電容驅(qū)動為噱頭進(jìn)行銷售。而無電解電容驅(qū)動方案正是驅(qū)動電源往“去電源化”方向發(fā)展的初級階段。當(dāng)然，如今業(yè)界所指的去電源化驅(qū)動不僅僅包括無電解電容，變壓器等部件也不需要了，所以發(fā)展至今，LED照明產(chǎn)品的體積更小了，但壽命和成本的問題解決了，另外一個(gè)瓶頸就產(chǎn)生了——“頻閃”。鑒于交流電的特性，當(dāng)電壓一高一低，LED照明企業(yè)，燈就會一閃一閃，頻閃的問題難以避免，雖然眼睛沒辦法明顯看到，但長期以往，對人的眼睛、視網(wǎng)膜的傷害非常大。

　　此外，穩(wěn)定性也成為去電源化驅(qū)動備受業(yè)界人士質(zhì)疑的因素，缺少電容這個(gè)儲能元件，驅(qū)動無法起到很好的穩(wěn)定電壓的作用，整個(gè)LED燈具存在一些不穩(wěn)定因素。在發(fā)展初期，去電源化驅(qū)動存在多種問題，所以在2012年之前，去電源化驅(qū)動技術(shù)尚處于“養(yǎng)在深閨人未識”的階段，業(yè)界人士也多抱持保留態(tài)度。

　　去電源化驅(qū)動高級階段

　　時(shí)至今日，海外市場對于交流LED技術(shù)已經(jīng)有了更深入的研究，技術(shù)開發(fā)、市場開發(fā)也比國內(nèi)市場超前一步。首爾半導(dǎo)體、臺灣Interlight、美國Exclara等成為了研發(fā)交流驅(qū)動技術(shù)的骨干企業(yè)，目前國外市場以首爾半導(dǎo)體和英國Lynk Labs的交流LED驅(qū)動IC引擎技術(shù)為最前沿，德州儀器也將產(chǎn)品擴(kuò)展到LED驅(qū)動領(lǐng)域，推出新型交流LED驅(qū)動IC，旨在簡化以交流LED驅(qū)動技術(shù)為基礎(chǔ)的引擎。

　　在2012年后，為了克服去電源化產(chǎn)品的“頻閃”問題和不穩(wěn)定性，國內(nèi)多家LED企業(yè)進(jìn)行了研發(fā)。

　　以新力光源為例，其與中科院長春應(yīng)用化學(xué)所合作研發(fā)“發(fā)光余輝壽命可控稀土LED發(fā)光材料研發(fā)及其在半導(dǎo)體照明中的應(yīng)用”，解決了交流LED照明的頻閃問題，并使中國成為當(dāng)時(shí)世界上唯一掌握通過稀土熒光粉生產(chǎn)低頻閃交流LED產(chǎn)品的國家。

　　再以聚科照明為例，其近日上市的G40陶瓷LED新品采用了去電源化驅(qū)動方案，光電一體化陶瓷散熱，散熱更明顯，配合高精度恒流IC采用過壓過熱保護(hù)方案，無頻閃（170-240VAC）， 不僅減少了驅(qū)動導(dǎo)致產(chǎn)品失效的幾率，還大大的提高了產(chǎn)品的持續(xù)性和穩(wěn)定性。

　　而去電源化驅(qū)動也逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。如長運(yùn)通的去電源化IC驅(qū)動高壓LED技術(shù)入選廣東省LED照明標(biāo)準(zhǔn)光組件，表明該技術(shù)方案適合標(biāo)準(zhǔn)化；又如聚科照明G40陶瓷LED新品采用通用的G9燈頭設(shè)計(jì)，使得安裝更加方面，快捷，也更利于標(biāo)準(zhǔn)化。

　　去電源化驅(qū)動“非主流”  對行業(yè)影響暫時(shí)不大

　　對于驅(qū)動電源企業(yè)來說，去電源化驅(qū)動的萌發(fā)目前暫時(shí)還很安全，目前大部分LED照明廠生產(chǎn)的都是直流LED照明產(chǎn)品，交流LED或高壓LED產(chǎn)品還是“非主流”產(chǎn)品，不管是去電源化驅(qū)動的局限性和市場普及率都處于弱勢地位，所以受訪電源企業(yè)對去電源化驅(qū)動抱持著不以為然的態(tài)度。

對于應(yīng)用企業(yè)來說，LED天花燈，去電源化驅(qū)動方案尚且“猶抱琵琶半遮面”，對于去電源化驅(qū)動還是懵懵懂懂的狀態(tài)。但目前已有一部分“勇士”嘗試了。聚科照明董事、董秘王俊華告訴記者，半個(gè)月前聚科照明推出的采用去電源化驅(qū)動方案的G40陶瓷LED新品不過一周的時(shí)間，就有上百家廣東企業(yè)主動嘗試，要了樣品或者直接下單了�？梢�，去電源化驅(qū)動今后兩年的發(fā)展相當(dāng)值得期待，特別是應(yīng)用企業(yè)和市場渠道需要關(guān)注。

　　誰動了LED的心臟？

　　隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展，LED行業(yè)可謂突飛猛進(jìn)，在全球白熾燈淘汰潮下，LED將成為今后最有發(fā)展的潛力股。如果說芯片是LED的“大腦”，而LED驅(qū)動電源好比是LED照明的心臟，當(dāng)前，LED行業(yè)紛紛加大力度投資“心臟”研發(fā)及生產(chǎn)。

　　2013年，耐美特?cái)y無驅(qū)動電源系列產(chǎn)品亮相高工LED照明展；2014年，奧其斯—長運(yùn)通光電“去電源化LED標(biāo)準(zhǔn)光組件”核心技術(shù)及新品發(fā)布會在深圳舉行……這一系列頻繁的動作無不證明LED照明行業(yè)中驅(qū)動電源已成為競爭的核心。那誰動了LED的心臟呢？驅(qū)動電源產(chǎn)品和去電源化驅(qū)動產(chǎn)品之間的區(qū)別何在？

　　驅(qū)動電源現(xiàn)狀

　　目前在LED照明市場上，驅(qū)動電源存在隔離式恒流電源和非隔離式恒流電源之分，其現(xiàn)狀是直接從220V市電轉(zhuǎn)換出LED發(fā)光所需的直流電壓和恒定電流，結(jié)構(gòu)比較簡單，BOM成本也較低。功率因子<0.70，功率<80%，且使用電解電容過程中燈具壽命<5000小時(shí)。加之使用零件過多，成本過高，電壓調(diào)整率不良。所以LED照明面臨這種種挑戰(zhàn)，不得不在驅(qū)動電源上發(fā)展新技術(shù)，研發(fā)出一款適用于現(xiàn)狀的驅(qū)動電源，此時(shí)去電源化驅(qū)動技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

　　普通LED照明驅(qū)動電源的工作壽命取決于AC轉(zhuǎn)DC時(shí)平滑電路必須采用的電解電容。我們知道LED的本體壽命高達(dá)10萬小時(shí)，而電解電容在高溫下的壽命只有5千小時(shí)，兩者之間的工作壽命相差甚遠(yuǎn)，因此電解電容是限制LED驅(qū)動電源的關(guān)鍵因素。如果不想法拿掉電解電容，那在高溫、高真空、長壽命等嚴(yán)酷環(huán)境中是沒辦法使用LED燈具的。這也是為什么最近業(yè)界一直在積極開發(fā)去電源化驅(qū)動技術(shù)的主要原因。