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        也谈LED光源去电源化驱动

        浏览次数: 日期:2014年8月12日 20:28

         

        也谈LED光源去电源化驱动
         
        来源:高工LED    发布时间:2014-08-12 13:58:36  
         
        关键词:  去电源化   驱动电源   
            
        新动态高工LED网(粉丝2.6万)
         
              摘要:LED产业发展到今天,市场和技术已相对成熟,其应用己全面渗透到各个领域。驱动电源作为LED产业链的一个重要组成部分,在LED的推广和快速普及化的过程中扮演了非常重要的作用。   
         
         
             【高工LED专稿】 【来源:高工LED旗下《LED好产品》5月刊(总第55期)文/陈浩】一、去电源化的目的
          
          LED产业发展到今天,市场和技术已相对成熟,其应用己全面渗透到各个领域。驱动电源作为LED产业链的一个重要组成部分,在LED的推广和快速普及化的过程中扮演了非常重要的作用。
          
          众所周知,当前LED的驱动绝大部分为点对点驱动,即一个电源驱动一个LED灯。可以说,LED产业链成熟是以LED驱动的成熟为标志的。
          
          自然界的万事万物都在向前发展,LED产业的发展自然也离不开这个规律。LED光源在早期的推广中一直都被认为是“高大上”的产品,自然其价格也是如此。同时LED驱动的体积、寿命、可靠性不足也为业内人士所诟病,阻碍了LED的规模推广。
          
           基于以上关键因素,业界出现了去电源化的声音。事实上,去电源化在行业里己有很多的先行者,国外主要有首尔半导体、英国LynkLabs、美国德州仪 器、Exclara,台湾地区有工业技术研究院、Interlight等巨头。国内则有如长运通、聚科照明、新力光源等代表性企业,他们通过与驱动IC设 计公司合作,开发出去电源化驱动解决方案。似乎一夜间,去电源化技术己成为LED照明行业竞争的核心。本文在此也对去电源化做简单的探讨。
          
          二、去电源化的技术表现形式
          
          什么是去电源化?如何明确定义?去电源化是不是意味着不需要电源?答案当然是否定的。去电源化不是说不需要电源即可驱动LED光源,而是通过其它的特殊技术规避或突破影响传统电源体积、寿命、可靠性等瓶颈的因素。
          
          比如除去电解电容、变压器等部分器件,将电路设计和器件简化,同时通过微电子工艺,将驱动电路做小,实现与LED光源的高度集成,以达到体积缩小、成本降低、可靠性提升、寿命延长等目的。
          
          显然,去电源化更便于LED灯具或光源的设计,对LED照明产品的普及也具有非常重要的促进作用。但如何从技术层面实现去电源化呢?目前行业内主要有二种表现形式:一个是AC-LED(交流LEDs),另外一个即HV-LEDs(高压LEDs)。
          
           AC-LED,仅从字面意思我们可以猜到,这是一种通过交流电即可驱动的LED光源,而传统电源是需要经过AC/DC转换的。正是这种扑结构的转换使得 传统驱动电源的技术指标(如效率)、体积、寿命、可靠性等难以满足市场实际需求,为了摆脱这个束缚,直接催生了去电源化技术。
          
           AC-LED光源的技术关键是LED晶粒在封装时的特殊排列组合技术,同时利用LED  PN结的二极管特性兼作整流,通过半导体制作工艺将多个晶粒集成在一个单芯片上,即高功率单晶粒(single  power  chip)LED技术,并采用交错的矩阵式排列工艺组成桥式电路,使AC电流可双向导通,实现发光。由于ACLED晶粒在接上交流后通体发光,因此只需要 二根引线导入交流源即能发光工作。
          
          HV-LEDs脱胎于AC-LED,芯片厂商通过特殊的工艺制程,将多颗LED芯片以串联方式做在一片基片上,同时引出正负二个极性,经封装后即成高压LED光源。
          
          三、去电源化面临的问题
          
          去电源化光源的优势是显然易见的,事实上也正是这些显而易见的优势才促使行业人士积极投入到此项技术的开发中来。应该说,去电源化技术目前还处于初级应用阶段,其未来能走多远,应用渗透有多广,取决于能否突破关键瓶颈技术。
          
          就当前来说,去电源化光源在普及推广的过程中还有很多的工作要做,依然存在着很多技术障碍,主要表现如下几点:
          
          1、频闪
          
          频闪是最为明显的问题,这是由交流电的特性所致,其亮度会随着市电的周期性变化而变化,形成LED光源的频闪。尤其是电压在过零点附件的一段时间内,LED事实上是处于熄灭状态的。
          
          频闪的问题难以避免,虽然肉眼难以看到,但从己有的相关的生物学及医院研究结论来看,其对人的负面影响是非常大的(不仅仅是局限于对人眼的影响)。
          
          2、稳定性
          
          输出稳定性也是去电源化驱动备受业界人士质疑的因素,由于缺少电解电容这个储能元件,驱动无法起到很好的稳定电压的作用,整个LED灯具存在一些不稳定的因素。
          
          3、抗电网波动能力差
          
          采用去电源化技术的LED光源对电网的稳定性有很大的依赖性,当电网波动幅度较大时,仅靠IC等元器件难以去处理电网中的脉冲尖峰等不稳定杂讯信号的干扰。
          
          4、抗耐压能力差
          
          去电源化技术目前无法满足耐压要求,而这在电源/LED光源的安全法规上是必测项目。
          
          5、抗雷击(浪涌)能力差
          
          目前的去电源化技术均无法应对雷击冲击,个人认为这也是比较难以突破的问题。
          
          6、智能控制
          
          智能化毫无疑问是L E D 发展的趋势之一。LED通过电流控制亮度的负载,具有很强的可控制性,如控制色温、情景设定等。而以去电源化为使命的AC LEDs和HV LEDs光源显然不适合用于智能控制的要求。
          
          7、安规认证
          
          去电源化光源暂无对应的安全法规,产品难以取得市场通行证。上述每一个问题对LED光源及应用企业来说,都是不小的挑战。去电源化光源欲想走的更远,要有更大的作为,首先要在上述问题中得到关键性突破。
         
            四、对传统驱动的冲击
         
            毫无疑问,去电源化对传统驱动产生了不小的影响,但其触角目前主要还仅仅局限于小功率的电源上。在室内照明上,当前室内LED电源的功率基本都在50W以内,包括室内商业照明和家居照明二个典型领域。这是目前去电源化光源渗透最为成功的地方。
          
          但是,基于上述所讨论到的去电源化产品目前技术本身的不足,使得去电源化驱动在产品应用上有很大的局限性,只能应用于对光源要求不高或用户有所取舍的细分领域。
          
          而在大功率的户外道路照明电源方面,则基本上没有太大的冲击,因为户外驱动电源对雷击、耐压、电网电压的适应性、输出的稳定性及智能控制都有特定的要求,而这些正是去电源化技术的短板,至少目前如此。
          
          五、未来的趋势与格局
          
          去电源化电源是一个新的技术方向,目前还尚未成熟,而是否会成为趋势还需要经历技术和市场的检验。但可以肯定的是,由于去电源化所带来的成本降低、体积缩小、易于自动生化产、寿命和可靠性提升等明显优势,使得业界对去电源化技术还是持乐观态度,保持着极大的热情。
          
          未来的LED驱动/光源趋势与格局是什么样的呢?笔者认为,应是去电源化驱动与传统驱动并存,这是由技术与市场定位所决定的。
         
            在对光源要求不高、应用环境较好的地方如室内普通照明领域将会是去电源化光源重点冲击的领域。而传统的驱动电源因其良好的电压适应性、抗雷击、耐压、无频闪、智能控制特性因素使得在中高端市场占据着制高点,尤其是在户外道路照明领域。本文由安格瑞http://www.angerei.com转载自http://www.gg-led.com

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