干貨！LED去電源化設(shè)計(jì)

　　一、LED照明路線分析

　　照明燈具設(shè)計(jì)基于LED發(fā)光部分、驅(qū)動(dòng)控制部分和光學(xué)散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三方博弈。

　　1、發(fā)光部分：

　　LED發(fā)光芯片光效的不斷提高，LED不節(jié)能爭議慢慢淡去。在未來的幾年里，會(huì)有進(jìn)一步的提升，加速LED應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，燈具設(shè)計(jì)會(huì)變得簡單化趨勢。封裝方式會(huì)根據(jù)燈具應(yīng)用而改變，長期以來按照LED散熱在發(fā)展封裝設(shè)計(jì)，隨著針對LED封裝散熱的理解，更合適專用燈具的封裝形式會(huì)陸續(xù)誕生。LED外延上游投資加大，競爭加劇，下游應(yīng)用還沒有起來，勢必會(huì)造成LED芯片價(jià)格大幅度下降。相比封裝成本降低速度要快得多，有些LED成本已經(jīng)低于封裝成本，因此封裝技術(shù)革新也是LED發(fā)展中最重要的部分之一。

　　2、驅(qū)動(dòng)控制：

　　驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換效率的提高是最有效的解決辦法之一。提高電源轉(zhuǎn)化效率，可以降低整燈功率，是在提升整燈光效，節(jié)省散熱設(shè)計(jì)成本。功率因數(shù)需求之前的開關(guān)電源沒有法規(guī)要求，可是LED燈具各國以經(jīng)有了硬性的指標(biāo)?？煽啃?、壽命的提高也是當(dāng)前重要部分。還有對色溫，亮度，智能化也是未來的需求的方面，在稍后的時(shí)間里。

　　3、光學(xué)設(shè)計(jì)和散熱器：

　　光學(xué)設(shè)計(jì)人性化，燈的設(shè)計(jì)近來發(fā)展迅速，還是先沿著替代路線開始。未來LED要發(fā)展更合適LED本身的燈具產(chǎn)品，散熱結(jié)構(gòu)趨于合理性，更具標(biāo)準(zhǔn)化的模組光源顯露優(yōu)勢。新材料散熱技術(shù)陸續(xù)推出，成本會(huì)進(jìn)一步降低。

　　分析認(rèn)為，只有取消短壽的器件LED燈具指標(biāo)才能綜合性的提高，取消電感、電子變壓器，電解電容，徹底解決壽命及體積問題。提升電源驅(qū)動(dòng)效率，減小發(fā)熱源延長燈具壽命。深知只有創(chuàng)新的技術(shù)才能讓自身跨越式的發(fā)展，截獲在LED技術(shù)演進(jìn)道路上。只有自主創(chuàng)新，獲得更多的知識產(chǎn)權(quán)，為后續(xù)LED發(fā)展鋪平道路。

　　取消電源不能理解為不需要驅(qū)動(dòng)，更不是不要“電”。而是取消電源中阻礙壽命的部分器件，一種全新的LED驅(qū)動(dòng)方式，取名為《去電源化技術(shù)》。

　　二、高壓標(biāo)稱值LED設(shè)計(jì)

　　發(fā)展《去電源化設(shè)計(jì)》必須要發(fā)展高壓LEDs，多顆LED串接均可以稱作是高壓LEDs，串接方式有光刻技術(shù)、倒裝基板連接，COB金線連接、PCB單顆粒焊接等。

　　當(dāng)前設(shè)計(jì)燈具多采用單顆粒的低壓LED，這是設(shè)計(jì)燈具需要電源轉(zhuǎn)換的主要原因。要想得到最佳的驅(qū)動(dòng)效率，最好的方式是能讓LED電壓更接近驅(qū)動(dòng)電壓值。這樣就不在需要電源轉(zhuǎn)換，恒流源簡化的電路結(jié)構(gòu)就可以完成驅(qū)動(dòng)任務(wù)。

　　LED有與白熾燈同樣的一項(xiàng)特性。白熾燈采用鎢絲發(fā)光，可以做到1.5-380V電壓適應(yīng)，通過鎢絲粗細(xì)長短獲得不同的阻抗，去適應(yīng)不同的電壓驅(qū)動(dòng)要求。而LED同樣可以采用多數(shù)量串接，獲得不同的高電壓值，可見標(biāo)稱值電壓是發(fā)展高壓LEDs的導(dǎo)向標(biāo)。實(shí)際上國外的交流LED和高壓LED也是通過光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，正式因?yàn)槠x了標(biāo)稱值導(dǎo)向標(biāo)，一直都沒能找到正確的市場定位。

　　需要開發(fā)幾款標(biāo)稱值電壓？研究認(rèn)為，各國市電電壓主要是110V和220V，在同等功率下串并即可獲得到同等功率光源。高壓LEDs可以使得我們的設(shè)計(jì)不再需要電源電壓轉(zhuǎn)換，或者沿用傳統(tǒng)成熟的開關(guān)電源，不需要在開發(fā)新的電源系統(tǒng)。同時(shí)歡迎新的電源設(shè)計(jì)支持LED，但是需要能在驗(yàn)證后的電源基礎(chǔ)上保證設(shè)計(jì)燈具壽命，提升LED產(chǎn)品可靠性。

　　三、去電源化設(shè)計(jì)

　　圖1是目前主要幾種設(shè)計(jì)方式，AC-LED因其整流橋部分也是采用LED組合設(shè)計(jì)的，整流橋部分也是發(fā)光的一部分。它的優(yōu)點(diǎn)是體積可以設(shè)計(jì)最小。缺點(diǎn)是在很小的體積下集中散熱，同時(shí)還要做絕緣處理，設(shè)計(jì)成本最高。再因?yàn)長ED本身反向耐壓值偏低，只有10V左右，使的要獲得到幾百伏的反向整流耐壓，要浪費(fèi)30%LED顆粒。

圖 1 交流LED、高壓LED和低壓LED電路示意

　　因此，交流LED發(fā)展這幾年來一直都無法讓客戶接受的價(jià)格。但是分析認(rèn)為還是會(huì)有5%的市場機(jī)會(huì)，因?yàn)榻涣鱈ED體積最小，在針對體積要求很高的細(xì)分市場。

　　圖1中LV-LED部分是目前使用最多的驅(qū)動(dòng)方式，包括傳統(tǒng)的整流橋部分，單顆粒LED，在中間需要一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換電路。電壓轉(zhuǎn)換部分沿用了傳統(tǒng)的開關(guān)電源技術(shù)，去電源化設(shè)計(jì)就是針對電源驅(qū)動(dòng)，開發(fā)更合適LED應(yīng)用電路，在批量的過程中簡便可靠，采用傳統(tǒng)的開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)LED以后會(huì)受到去電源化技術(shù)挑戰(zhàn)。