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LED驱动电源与去驱动将会有一个持久战


发布日期: 2014-04-11 12:18:20   浏览次数:0

今年三四月份热闹非凡,除了大大小小的经销商大会、项目和新品发布会外,一股驱动电源领域的小浪潮正在兴起。为什么短期内会出现多家业内知名LED企业争先发布去电源化驱动产品或合作项目呢?去电源化驱动是否将掀起一场驱动革命的浪潮呢?

新一轮驱动技术革命启动
  去电源化驱动是个什么东西,很多业内人士都弄不清楚,事实上,不管是去电源化驱动技术还是业内称呼的“去电源化”技术,这些说法都不够准确,不是没有驱动,而是通过电路设计及微电子工艺,将驱动电路做小,并与LED实现高度集成。
  去电源化驱动,即交流电直接驱动技术,其类似于台式电脑的声卡集成,原先都是单独的声卡,需要插在插槽里,技术进步之后,现在就集成在主板上,去电源化驱动也是如此。
驱动电源发展史“驱动电路从原理上讲,分为开关电路与线性电路。早前,大家都采用开关电源电路,从隔离型到非隔离型,或是升压电路、或是降压电路,这些都属于开关电源技术。交流驱动是一种高压线性电路,不需要降压转换,电路简单可靠,并且可以实现高度集成。

驱动电源阶段
  所有直流LED照明产品都要配置一个交流电转直流电(即AC/DC)的驱动,把电压变成低压恒流,因为LED是直流低压的,装上驱动LED才能正常工作。其中线性电路,指的是完全由线性元件构成的电路。线性电源,一般都利用变压器从高压变低压,再经过整流输出直流电压。这样一来体积大、笨重,效率低、发热量也大。当热量高的时候,元件的寿命势必要下降,影响最终的使用效果。
  而驱动元器件的使用寿命一直为业界所诟病:LED的寿命可以很容易达到3万小时,可是驱动一般只有5000到1万多小时,驱动的寿命远远低于LED的使用寿命,电源一坏LED灯具就没办法正常工作,特别是LED球泡灯等小体积产品。据了解,超过50%的故障LED灯具都源于电源问题。直流LED的使用寿命大大短于交流LED,而且驱动电源的成本也占了整个LED灯具15%-20%的总成本。
  去电源化驱动初级阶段正因为驱动存在故障率高、寿命短和大幅增加LED照明成本等缺点,是否能拆除电源,成为了业界新的研究方向,而交流LED和高压LED等去电源化驱动技术就此诞生了。
早在2005年,首尔半导体就发明了可以用交流直接驱动使其发光的交流LED;随即,美国III-NTechnology开发MOCVD生长技术基础上的氮化镓衬底,可以增进照明和传感器的应用;在2008年,台湾地区“工业技术研究院”也完成可产业化生产并有实际应用系统方案的交流LED产品,可直接插电于60Hz或更高频率的AC110V交流压使其交流发光。在当时,美国、韩国和台湾地区是全球交流LED技术领先者之一。
  为了提高驱动电源的寿命和降低成本,无电解电容驱动方案在几年前频繁出现在各大行业网站上,各个驱动电源厂家也以无电解电容驱动为噱头进行销售。而无电解电容驱动方案正是驱动电源往“去电源化”方向发展的初级阶段。当然,如今业界所指的去电源化驱动不仅仅包括无电解电容,变压器等部件也不需要了,所以发展至今,LED照明产品的体积更小了,但寿命和成本的问题解决了,另外一个瓶颈就产生了——“频闪”。鉴于交流电的特性,当电压一高一低,灯就会一闪一闪,频闪的问题难以避免,虽然眼睛没办法明显看到,但长期以往,对人的眼睛、视网膜的伤害非常大。
  此外,稳定性也成为去电源化驱动备受业界人士质疑的因素,缺少电容这个储能元件,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因素。在发展初期,去电源化驱动存在多种问题,所以在2012年之前,去电源化驱动技术尚处于“养在深闺人未识”的阶段,业界人士也多抱持保留态度。

去电源化驱动高级阶段
  时至今日,海外市场对于交流LED技术已经有了更深入的研究,技术开发、市场开发也比国内市场超前一步。首尔半导体、台湾Interlight、美国Exclara等成为了研发交流驱动技术的骨干企业,目前国外市场以首尔半导体和英国Lynk Labs的交流LED驱动IC引擎技术为最前沿,德州仪器也将产品扩展到LED驱动领域,推出新型交流LED驱动IC,旨在简化以交流LED驱动技术为基础的引擎。
在2012年后,为了克服去电源化产品的“频闪”问题和不稳定性,国内多家LED企业进行了研发。而去电源化驱动也逐渐向标准化发展。

去电源化驱动“非主流” 对行业影响暂时不大
  对于驱动电源企业来说,去电源化驱动的萌发目前暂时还很安全,目前大部分LED照明厂生产的都是直流LED照明产品,交流LED或高压LED产品还是“非主流”产品,不管是去电源化驱动的局限性和市场普及率都处于弱势地位,所以受访电源企业对去电源化驱动抱持着不以为然的态度。
  对于应用企业来说,去电源化驱动方案尚且“犹抱琵琶半遮面”,对于去电源化驱动还是懵懵懂懂的状态。但目前已有一部分“勇士”尝试了。对以“‘无驱动’如何驱动LED行业”为主题的见解与看法是新技术、新产品的出现是行业发展的必然结果,也是打破不良竞争恶性循环的利器,同时,也是带动传统技术更新换代的催化剂。“无驱动”如何驱动LED行业据了解,无驱动技术并不是真正意义上的无驱动,对于“无驱动”的概念,这样的说法:无驱动实际上是有驱动的,只是在驱动上作了新的技术革新,使得其功效更高、体积更小、成本更低。他解释,事实上每个灯具都需要驱动,只是如何驱动的问题。无驱动最大优势在于降低成本、缩小产品体积、减少人工、提高生产效率,无驱动技术作为一个新的领域,无论是国外还是国内大家都是在同一个起跑线上,我们抛开传统的驱动方式,建立一个新的分段的线性的驱动方式,所以说,中国企业在这个领域上还是比较有信心的。

技术上的突破是关键
  目前为止,无驱动技术的应用并不广泛,无驱动技术在大品牌企业的带动下,是越来越多企业在进行相关的研究,但是,在市场推广上并不多见。无驱动应用在市场上占有率不多,因为知道并清楚了解这个技术的行业企业也很少又少。造成这一景象的主要原因还在于技术上的不成熟。从一位不愿透露姓名的行业人士口中了解到,在技术上来说无驱动技术是成熟的,但是在使用上,无驱动产品还是不成熟的产品,其面对的是低端市场,安全性能上还存有一定程度的问题,想要得到更好的发展,无驱动技术必须要在其安全性能上得到突破。

驱动电源现状
  目前在LED照明市场上,驱动电源存在隔离式恒流电源和非隔离式恒流电源之分,其现状是直接从220V市电转换出LED发光所需的直流电压和恒定电流,结构比较简单,BOM成本也较低。功率因子<0.70,功率<80%,且使用电解电容过程中灯具寿命<5000小时。加之使用零件过多,成本过高,电压调整率不良。所以LED照明面临这种种挑战,不得不在驱动电源上发展新技术,研发出一款适用于现状的驱动电源,此时去电源化驱动技术应运而生。
  普通LED照明驱动电源的工作寿命取决于AC转DC时平滑电路必须采用的电解电容。我们知道LED的本体寿命高达10万小时,而电解电容在高温下的寿命只有5千小时,两者之间的工作寿命相差甚远,因此电解电容是限制LED驱动电源的关键因素。如果不想法拿掉电解电容,那在高温、高真空、长寿命等严酷环境中是没办法使用LED灯具的。这也是为什么最近业界一直在积极开发去电源化驱动技术的主要原因。


[来源:世界LED网]

SEMIPOWER 2014-04-11

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