“無電源”:LED產品成本革新
摘要: 業內流傳,“100個壞掉的燈中,有99個是因為驅動電源出現問題”。LED照明產品的實際使用壽命遠遠低于理論值,其根本原因就在于驅動電源的失效。并且,驅動電源在LED整燈成本中占比達到20%-30%,如何提高驅動電源的性價比及品質,成為電源企業的研發重心。
業內流傳,“100個壞掉的燈中,有99個是因為驅動電源出現問題”。LED照明產品的實際使用壽命遠遠低于理論值,其根本原因就在于驅動電源的失效。并且,驅動電源在LED整燈成本中占比達到20%-30%,如何提高驅動電源的性價比及品質,成為電源企業的研發重心。
“無電源”、“去電源化”的概念應運而生,不少企業紛紛此概念融入到產品的開發中,以圖革新傳統驅動電源時代。“無電源”是否真的可行?它又將給行業帶來哪些變革?
何謂“去電源化”
“‘去電源化’這種說法是不正確的,因為所有的電子和電氣產品都離不開電源供電,LED照明也一樣。業內所說的‘去電源化’,只是電源的樣式發生變化,趨向更加簡單化。”專注于傳統驅動電源研發生產的東莞市領冠半導體照明有限公司總經理廖玉柱如是認為。
北京大學上海微電子研究院兼職教授顏重光是最早從事“去電源化”研究的專家之一,他同樣認為,“去電源化”其實是一個偽命題。
目前傳統的LED光源和燈具大多數是采用LVLED技術,將N個LED燈珠多并少串,組成一個低電壓、大電流驅動的光源板,它的點亮需要一個獨立的驅動電源模組,通常是隔離的或者非隔離的開關恒流驅動電源模組,往往將它們內置在LED光源和燈具中的狹小空間。
由于HVLEDs技術和高壓線性恒流驅動芯片的興起,可以將LED燈珠組成多串少并的應用模式和采用無電解電容器、無變壓器電感的直流驅動電源。HVLEDs即高電壓(DC45-280V)、小電流(10—60mA)光源板應用方案,無需電解電容器、變壓器電感,這樣可以將高壓線性恒流電源設計在光源板上,組成光電引擎。
業內所說的“去電源化”,準確來說應該叫光電引擎,還有一種說法叫線性驅動IC,其實還是有恒流驅動電源,只是將恒流驅動電源集成在HVLEDs光源板上,去掉了單獨的驅動電源模組,是一種技術上的整合。
能否“去電源化”
“三無”產品從誕生之初就備受詬病,“去電源化”作為“三無”產品中發展相對成熟的一個,雖然其對于生產成本的降低得到了驗證,但也由此引發了行業關于其安全性、穩定性(電源效率低、電源線性調整率高、線電壓波動易閃爍(壓閃)、100Hz頻閃)方面的擔憂,而且使用環境受限較多也成為其軟肋。
顏重光教授認為,一方面,高壓線性驅動芯片經過幾代的改進設計,現在已經從當初的模擬電路芯片走向數模混合電路芯片,并向數字電路芯片發展,因此高壓線性驅動芯片的性能日趨完善,更加穩定;另一方面,由于高導熱塑料散熱器、塑包鋁散熱器技術日趨完善,性價比更好,鋁塑散熱器的成本比全金屬散熱器更低,絕緣性能更好,所以用光電引擎和塑包鋁散熱器組成的光源和燈具更加安全可靠。
頻閃問題被視為“去電源化”產品最大的難題,因為高壓線性恒流驅動電源目前的輸入電壓范圍較窄,只能適合定壓輸入,它的脈動直流輸出還有寄生的工頻及其倍頻的殘余,導致其制成LED照明燈后還有些許頻閃。陳亨由表示,在頻閃方面,去電源化的物理極限是無法避免的,目前必須要加上一個電容。一方面,采用很小的電容,小到1μF,如貼片電容;另一方面,其讓電容在很短時間內工作,因此它的壽命可以很長。此外,陳亨由還告訴阿拉丁新聞記者,傳統電源的電容如果失效,將面臨死燈,而去電源化、去頻閃方案的電容失效時,不會導致整燈失效。
針對頻閃問題,顏重光教授分析道:“面對頻閃問題,我們需要制定LED照明燈的頻閃評估共識,比如日光燈、筒燈使用時離開受眾均在50cm以上,那么在50cm以外沒有頻閃就可被認定為合格產品。縱然如此,光電引擎都還需要在芯片設計上作進一步改進和技術提升。”
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