LED驅動要鬧革命了？

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-04-10

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 今年三四月份熱鬧非凡，除了大大小小的經銷商大會、項目和新品發布會外，一股驅動電源領域的小浪潮正在興起。3月底4月初，聚科照明、長運通、新力光源等3家LED企業先后舉辦發布會，大力宣揚去電源化驅動產品和技術，或者與下游企業強強聯合，全力推動去電源化驅動發展。為什么短期內會出現多家業內知名LED企業爭先發布去電源化驅動產品或合作項目呢？去電源化驅動是否將掀起一場驅動革命的浪潮呢？

　　新一輪驅動技術革命啟動

　　去電源化驅動是個什么東西，很多業內人士都弄不清楚，事實上，不管是去電源化驅動技術還是業內稱呼的“去電源化”技術，這些說法都不夠準確，不是沒有驅動，而是通過電路設計及微電子工藝，將驅動電路做小，并與LED實現高度集成。

　　去電源化驅動，即交流電直接驅動技術，其類似于臺式電腦的聲卡集成，原先都是單獨的聲卡，需要插在插槽里，技術進步之后，現在就集成在主板上，去電源化驅動也是如此。

　　驅動電源發展史

　　“驅動電路從原理上講，分為開關電路與線性電路。早前，大家都采用開關電源電路，從隔離型到非隔離型，或是升壓電路、或是降壓電路，這些都屬于開關電源技術。交流驅動是一種高壓線性電路，不需要降壓轉換，電路簡單可靠，并且可以實現高度集成，”深圳新力光源LED應用總監晉紅兵告訴記者。

　　驅動電源階段

　　所有直流LED照明產品都要配置一個交流電轉直流電（即AC/DC）的驅動，把電壓變成低壓恒流，因為LED是直流低壓的，裝上驅動LED才能正常工作。其中線性電路，指的是完全由線性元件構成的電路。線性電源，一般都利用變壓器從高壓變低壓，再經過整流輸出直流電壓。這樣一來體積大、笨重，效率低、發熱量也大。當熱量高的時候，元件的壽命勢必要下降，影響最終的使用效果。

　　而驅動元器件的使用壽命一直為業界所詬病：LED的壽命可以很容易達到3萬小時，可是驅動一般只有5000到1萬多小時，驅動的壽命遠遠低于LED的使用壽命，電源一壞LED燈具就沒辦法正常工作，特別是LED球泡燈等小體積產品。據了解，超過50%的故障LED燈具都源于電源問題。直流LED的使用壽命大大短于交流LED，而且驅動電源的成本也占了整個LED燈具15%-20%的總成本。

　　去電源化驅動初級階段

　　正因為驅動存在故障率高、壽命短和大幅增加LED照明成本等缺點，是否能拆除電源，成為了業界新的研究方向，而交流LED和高壓LED等去電源化驅動技術就此誕生了。

　　早在2005年，首爾半導體就發明了可以用交流直接驅動使其發光的交流LED；隨即，美國III-NTechnology開發MOCVD生長技術基礎上的氮化鎵襯底，可以增進照明和傳感器的應用；在2008年，臺灣地區“工業技術研究院”也完成可產業化生產并有實際應用系統方案的交流LED產品，可直接插電于60Hz或更高頻率的AC110V交流壓使其交流發光。在當時，美國、韓國和臺灣地區是全球交流LED技術領先者之一。

為了提高驅動電源的壽命和降低成本，無電解電容驅動方案在幾年前頻繁出現在各大行業網站上，各個驅動電源廠家也以無電解電容驅動為噱頭進行銷售。而無電解電容驅動方案正是驅動電源往“去電源化”方向發展的初級階段。當然，如今業界所指的去電源化驅動不僅僅包括無電解電容，變壓器等部件也不需要了，所以發展至今，LED照明產品的體積更小了，但壽命和成本的問題解決了，另外一個瓶頸就產生了——“頻閃”。鑒于交流電的特性，當電壓一高一低，LED照明企業，燈就會一閃一閃，頻閃的問題難以避免，雖然眼睛沒辦法明顯看到，但長期以往，對人的眼睛、視網膜的傷害非常大。

　　此外，穩定性也成為去電源化驅動備受業界人士質疑的因素，缺少電容這個儲能元件，驅動無法起到很好的穩定電壓的作用，整個LED燈具存在一些不穩定因素。在發展初期，去電源化驅動存在多種問題，所以在2012年之前，去電源化驅動技術尚處于“養在深閨人未識”的階段，業界人士也多抱持保留態度。

　　去電源化驅動高級階段

　　時至今日，海外市場對于交流LED技術已經有了更深入的研究，技術開發、市場開發也比國內市場超前一步。首爾半導體、臺灣Interlight、美國Exclara等成為了研發交流驅動技術的骨干企業，目前國外市場以首爾半導體和英國Lynk Labs的交流LED驅動IC引擎技術為最前沿，德州儀器也將產品擴展到LED驅動領域，推出新型交流LED驅動IC，旨在簡化以交流LED驅動技術為基礎的引擎。

　　在2012年后，為了克服去電源化產品的“頻閃”問題和不穩定性，國內多家LED企業進行了研發。

　　以新力光源為例，其與中科院長春應用化學所合作研發“發光余輝壽命可控稀土LED發光材料研發及其在半導體照明中的應用”，解決了交流LED照明的頻閃問題，并使中國成為當時世界上唯一掌握通過稀土熒光粉生產低頻閃交流LED產品的國家。

　　再以聚科照明為例，其近日上市的G40陶瓷LED新品采用了去電源化驅動方案，光電一體化陶瓷散熱，散熱更明顯，配合高精度恒流IC采用過壓過熱保護方案，無頻閃（170-240VAC）， 不僅減少了驅動導致產品失效的幾率，還大大的提高了產品的持續性和穩定性。

　　而去電源化驅動也逐漸向標準化發展。如長運通的去電源化IC驅動高壓LED技術入選廣東省LED照明標準光組件，表明該技術方案適合標準化；又如聚科照明G40陶瓷LED新品采用通用的G9燈頭設計，使得安裝更加方面，快捷，也更利于標準化。

　　去電源化驅動“非主流”  對行業影響暫時不大

　　對于驅動電源企業來說，去電源化驅動的萌發目前暫時還很安全，目前大部分LED照明廠生產的都是直流LED照明產品，交流LED或高壓LED產品還是“非主流”產品，不管是去電源化驅動的局限性和市場普及率都處于弱勢地位，所以受訪電源企業對去電源化驅動抱持著不以為然的態度。

對于應用企業來說，LED天花燈，去電源化驅動方案尚且“猶抱琵琶半遮面”，對于去電源化驅動還是懵懵懂懂的狀態。但目前已有一部分“勇士”嘗試了。聚科照明董事、董秘王俊華告訴記者，半個月前聚科照明推出的采用去電源化驅動方案的G40陶瓷LED新品不過一周的時間，就有上百家廣東企業主動嘗試，要了樣品或者直接下單了。可見，去電源化驅動今后兩年的發展相當值得期待，特別是應用企業和市場渠道需要關注。

　　誰動了LED的心臟？

　　隨著LED技術的不斷發展，LED行業可謂突飛猛進，在全球白熾燈淘汰潮下，LED將成為今后最有發展的潛力股。如果說芯片是LED的“大腦”，而LED驅動電源好比是LED照明的心臟，當前，LED行業紛紛加大力度投資“心臟”研發及生產。

　　2013年，耐美特攜無驅動電源系列產品亮相高工LED照明展；2014年，奧其斯—長運通光電“去電源化LED標準光組件”核心技術及新品發布會在深圳舉行……這一系列頻繁的動作無不證明LED照明行業中驅動電源已成為競爭的核心。那誰動了LED的心臟呢？驅動電源產品和去電源化驅動產品之間的區別何在？

　　驅動電源現狀

　　目前在LED照明市場上，驅動電源存在隔離式恒流電源和非隔離式恒流電源之分，其現狀是直接從220V市電轉換出LED發光所需的直流電壓和恒定電流，結構比較簡單，BOM成本也較低。功率因子<0.70，功率<80%，且使用電解電容過程中燈具壽命<5000小時。加之使用零件過多，成本過高，電壓調整率不良。所以LED照明面臨這種種挑戰，不得不在驅動電源上發展新技術，研發出一款適用于現狀的驅動電源，此時去電源化驅動技術應運而生。

　　普通LED照明驅動電源的工作壽命取決于AC轉DC時平滑電路必須采用的電解電容。我們知道LED的本體壽命高達10萬小時，而電解電容在高溫下的壽命只有5千小時，兩者之間的工作壽命相差甚遠，因此電解電容是限制LED驅動電源的關鍵因素。如果不想法拿掉電解電容，那在高溫、高真空、長壽命等嚴酷環境中是沒辦法使用LED燈具的。這也是為什么最近業界一直在積極開發去電源化驅動技術的主要原因。