大眾LED照明新技術(shù)發(fā)展近況與前景

高壓線性恒流電源方案中，由于沒有變壓器等磁性器件，沒有電解電容器，因而可省卻一般開關(guān)恒流電源成本的三分之一，應(yīng)用電路簡(jiǎn)潔，成本低廉;導(dǎo)熱塑料散熱器的引入又解決隔離安全技術(shù)問題，因此，高壓線性恒流源在一體化光電模塊(或稱一體化光電引擎)、平價(jià)LED燈具中的應(yīng)用將迅速發(fā)展。典型的高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)電源如圖7所示。

圖7：典型的高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)電源電路

高壓線性恒流源是一種分段點(diǎn)亮LED的電源新技術(shù)，市電經(jīng)過橋式整流產(chǎn)生脈動(dòng)直流，脈動(dòng)直流的包絡(luò)線等同于交流電AC的正弦波，根據(jù)母線電壓的正弦波變化自動(dòng)切換LED燈串，隨著母線電壓的上升依次點(diǎn)亮三串LED燈珠。當(dāng)母線電壓上升，達(dá)到第一串LED導(dǎo)通電壓時(shí)，MOS1打開，LED1燈串點(diǎn)亮;當(dāng)母線電壓繼續(xù)上升，達(dá)到第一、二串LED導(dǎo)通電壓之和時(shí)，MOS2自動(dòng)打開，LED1和LED2燈串同時(shí)點(diǎn)亮;當(dāng)母線電壓繼續(xù)升高到三串LED均可導(dǎo)通時(shí)，MOS3打開，LED1,LED2和LED3燈串幾乎同時(shí)點(diǎn)亮。如果母線電壓下降，則過程相反，分段導(dǎo)通狀況如圖7內(nèi)附左下小圖所示。

分段點(diǎn)亮非隔離線性恒流LED驅(qū)動(dòng)電源最大的優(yōu)點(diǎn)是體積小、成本低、高功率因數(shù)和長(zhǎng)壽命，沒有變壓器和電感器，也沒有電解電容器;PFC可達(dá)0.90-0.99.缺點(diǎn)是LED光效利用率還低了一點(diǎn)，一般為70%~90%;還有一定的使用局限性，即輸入電壓范圍需要在20%的范圍之內(nèi)，輸出LED燈珠電壓也需要在10%的范圍之內(nèi)，否則效率會(huì)不理想。因此，在用高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)芯片做LED照明驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)時(shí)，需要針對(duì)不同的AC電源使用電壓、不同的LED燈具的功率和不同的線性驅(qū)動(dòng)芯片做不同的應(yīng)用電路方案設(shè)計(jì)。

一體化光電引擎成燈具廠新寵

由于有了HVLED,特別是多芯封裝的HVLED,和應(yīng)用簡(jiǎn)潔的高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)芯片，設(shè)計(jì)在鋁基板的同一面SMD LED燈珠和整流橋堆、電源驅(qū)動(dòng)芯片的一體化光電模塊成為一個(gè)創(chuàng)新產(chǎn)品(圖8)。按照LED燈具功率設(shè)計(jì)的一體化光電模塊實(shí)物如圖9所示，將它與導(dǎo)熱散熱器緊密連接就成為各種球泡燈、筒燈、工礦燈內(nèi)部的核心器件，它也可按照Z(yǔ)hang的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造成LED照明燈具中的一種標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件

圖8：一體化光電模塊的原理

圖9：一體化光電引擎實(shí)物

平價(jià)LED燈具成終結(jié)海量產(chǎn)品

大眾LED照明燈具能被全世界老百姓用得起、用得好的一定是高品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)型平價(jià)LED燈具，因此平價(jià)LED燈具的性價(jià)比顯得十分重要。大眾LED照明燈具需要有高科技的技術(shù)、有精致成熟而簡(jiǎn)單的工藝、有低廉的成本才能成為普惠百姓的海量產(chǎn)品。LED照明燈具市場(chǎng)是一座金字塔，高端產(chǎn)品只能是其中很少的一部分，大眾照明燈具是其下層的海量需求所在。

由于LED燈珠封裝技術(shù)的創(chuàng)新，COF和多芯封裝的HVLED成為平價(jià)LED燈具的首選光源;由于LED驅(qū)動(dòng)電源芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新，功能高度集成化，應(yīng)用電路越來越簡(jiǎn)化，PSR隔離開關(guān)恒流源驅(qū)動(dòng)芯片、高壓線性恒流源芯片成為平價(jià)LED燈具的首選電源芯片。

以COF光源和PSR隔離開關(guān)恒流源芯片為主的5W平價(jià)LED球泡燈整體方案如圖10所示，其BOM成本已經(jīng)可以控制在RMB10.00元。深圳雷豐光電等數(shù)家公司已經(jīng)大批量生產(chǎn)。成熟的整體方案中，優(yōu)秀的瑞豐光電COF光源和頗具性價(jià)比的晶豐明源驅(qū)動(dòng)電源芯片成為這個(gè)方案的核心器件

圖10：COF和PSR隔離開關(guān)恒流電源的平價(jià)LED方案

以高電壓(VF=35-140VDC)、小電流(20-60mA)多芯封裝HVLED光源和高壓線性恒流芯片為主的一體化光電模塊(或稱一體化光電引擎)、非隔離平價(jià)LED燈具整體方案如圖11所示。5W的平價(jià)球泡燈，采用導(dǎo)熱塑料或塑包鋁的散熱器解決了安全隔離技術(shù)，其BOM成本可以控制在RMB15.00元。優(yōu)秀的寧波美亞光電多芯封裝HVLED光源和技術(shù)先進(jìn)的達(dá)鑫電子、美芯晟的三段點(diǎn)亮高壓線性驅(qū)動(dòng)芯片成為這個(gè)方案的核心器件。

圖11：多芯封裝HVLED與高壓線性恒流電源的平價(jià)LED燈方案

先進(jìn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念、成熟的生產(chǎn)工藝、可靠的品質(zhì)保證、新一代導(dǎo)熱塑料散熱器的加盟(圖12)，使得適合大眾照明的平價(jià)LED燈具的設(shè)計(jì)生產(chǎn)變得簡(jiǎn)單易行，性價(jià)比不斷接近老百姓的理想價(jià)位;由于LED產(chǎn)業(yè)鏈的上游企業(yè)提供了較為完整和成熟的可用于生產(chǎn)的方案，使得下游LED燈具企業(yè)設(shè)計(jì)重心移至燈具造型的差異化和創(chuàng)新多樣化設(shè)計(jì)，以及燈具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

圖12：導(dǎo)熱塑料散熱器