2013年LED照明新技術(shù)發(fā)展近況研究與前景分析

圖4：典型的非隔離開關(guān)恒流電源電路

圖5：PHLIPS筒燈采用非隔離開關(guān)恒流電源PSR隔離恒流電源性價(jià)比富競爭力

PSR(原邊控制)隔離恒流電源性價(jià)比富競爭力，PSR隔離恒流電源適用于大電流、低電壓的LED燈珠，即目前廣泛應(yīng)用的低壓LED(LVLED)燈珠。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的PSR隔離恒流源芯片，功能高度集成使得應(yīng)用電路十分簡潔，導(dǎo)致燈具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，易過安規(guī);對(duì)芯片內(nèi)部的算法創(chuàng)新，使得它對(duì)變壓器的電參數(shù)不敏感，變壓器減至只有2個(gè)繞組，降低成本，提高生產(chǎn)效率;內(nèi)置不同大小高壓MOSFET提高性價(jià)比。典型的PSR隔離恒流電源電路如圖6所示，采用BP3122開關(guān)恒流源芯片，5W電源的BOM成本在RMB2.00元。深圳谷科半導(dǎo)體這個(gè)電源的每月產(chǎn)量達(dá)6-10KK個(gè).

圖6：典型的PSR隔離恒流電源電路

高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)電源簡潔低廉

高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)電源是配合高電壓小電流HVLED的新一代大眾照明LED驅(qū)動(dòng)電源技術(shù)，它沒有來自自身升降壓的開關(guān)頻率，應(yīng)用電路沒有磁性器件、沒有電解電容器;因而它具有較高的效率，較高的PF,較低的THD;并可很方便地兼容可控硅調(diào)光器;它工作在高電壓小電流，因此HVLED燈板的發(fā)熱較低。

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Zhang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