炙手可熱的LED照明話題從年初一路延燒至年尾，人人都知道LED節(jié)能環(huán)保壽命長(zhǎng)，但在面臨大規(guī)模應(yīng)用時(shí)，卻又因?yàn)殡娫磯勖黄ヅ?、可靠性不足等?wèn)題不得不推遲上市時(shí)間。愈來(lái)愈多的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)識(shí)到，要充分發(fā)揮LED的潛能，照明驅(qū)動(dòng)電源是關(guān)鍵的支撐因素之一。

　　對(duì)于LED照明驅(qū)動(dòng)電源，當(dāng)前的主要訴求集中在高可靠性，以及高效節(jié)能等方面。來(lái)自本土的西安明泰半導(dǎo)體科技有限公司總經(jīng)理邢先鋒針對(duì)目前的LED照明驅(qū)動(dòng)電源明確提出三點(diǎn)要求：第一，要具有高的可靠性，包括與LED光源相匹配的長(zhǎng)壽命，寬的工作溫度適應(yīng)性(-40度—65度，甚至-55—85度)，以及寬的電網(wǎng)適應(yīng)及自我保護(hù)性能等；第二，要高效節(jié)能，明泰Tesemi的產(chǎn)品效率高達(dá)95%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我國(guó)和歐盟等91%的一級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)；第三，在目前LED產(chǎn)品無(wú)全面標(biāo)準(zhǔn)情況下，LED必須滿足電氣強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，特別是EMC的GB17743對(duì)應(yīng)IEC6100，電流諧波THD的GB17625.1-2003對(duì)應(yīng)IEC61000-3-2:2001，這要求了電源要有良好的EMC,PFC/THD。

iWatt公司一直配合眾多LED照明企業(yè)提供電源方案，該公司銷(xiāo)售副總裁朱保賚接受本刊采訪時(shí)表示，LED照明電源發(fā)展的趨勢(shì)應(yīng)該是：高效率、高可靠性，以及對(duì)調(diào)光與非調(diào)光廣泛的應(yīng)用兼容性。PowerIntegrations市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)副總裁DougBailey也認(rèn)為，所有客戶(hù)都需要可靠、高效節(jié)能的LED驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。

當(dāng)然，還有其他一些要求存在，比如功率因數(shù)校正(PFC)，無(wú)閃爍可控硅調(diào)光，在不同輸入電壓、溫度及燈泡間都具有高精度恒流驅(qū)動(dòng)輸出，以及一致的導(dǎo)通和關(guān)斷性能。DougBailey表示，PowerIntegrations(PI)所推出的器件在隔離式(LinkSwitch-PH)和非隔離式(LinkSwitch-PL)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中都具備這些特性，具體取決于所選用的機(jī)械隔離方式和目標(biāo)應(yīng)用所適用的安全規(guī)則。

當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)LED照明電源的需求因應(yīng)用而異，消費(fèi)類(lèi)燈泡的設(shè)計(jì)要求與路燈或工業(yè)熒光替代燈存在很大的不同。Rohm公司認(rèn)為，LED照明市場(chǎng)用于室內(nèi)照明的燈泡型漸漸過(guò)渡到直管型，用于室外的街燈也有增加。隨著LED向高亮度化改善，LED驅(qū)動(dòng)電路也逐漸開(kāi)始向高輸出化發(fā)展。

離線型LED照明電源成主流

目前，LED取代型燈泡及其他新型LED照明的發(fā)展十分迅速，主體市場(chǎng)則趨向離線型LED照明電源。國(guó)際整流器公司(IR)LED部門(mén)主管PeterB.Green指出，離線LED電源市場(chǎng)主要分為高功率和低功率兩個(gè)部分，大概以50W為分界線，不包括手持設(shè)備等低壓應(yīng)用。

基于集成型LED的燈泡替代產(chǎn)品大多采用簡(jiǎn)單的、非絕緣型降壓穩(wěn)壓器LED驅(qū)動(dòng)電路。這些產(chǎn)品都是采用了最少的元器件數(shù)量和最低的成本，但又必須同時(shí)提供足夠的流明/每瓦，以及高于0.7的功率因數(shù)，并具有標(biāo)準(zhǔn)的雙向可控硅調(diào)光器調(diào)光的能力。

市場(chǎng)上不能滿足這些性能要求的產(chǎn)品正逐漸被取代，而美國(guó)能源部“能源之星計(jì)劃(EnergyStarprogram)”的要求也是促成這一變化的原因之一。

高功率LED驅(qū)動(dòng)器通常需要絕緣隔離，以達(dá)到UL標(biāo)準(zhǔn)。這往往需要其功率因數(shù)大于0.9，并具備調(diào)光能力，而這種調(diào)光能力可能是通過(guò)基礎(chǔ)調(diào)光器之外的其他方法實(shí)現(xiàn)的。另外還需要產(chǎn)生至少與熒光燈相等的流明/每瓦，并具有更長(zhǎng)的使用壽命。

DiodesLED照明業(yè)務(wù)部門(mén)總經(jīng)理AllanLin認(rèn)為，離線型LED照明電源的發(fā)展將改變LED的銷(xiāo)售角度，從銷(xiāo)售大批量DC/DC電源的低電流、高亮度LED(用于手機(jī)、標(biāo)識(shí)及筆記本電腦)，到銷(xiāo)售AC/DC電源的更高電流LED(一般是照明應(yīng)用)。這將提升整個(gè)普通照明AC/DCLED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)，并增加對(duì)電源組建更低成本的需求。

LED背照燈電視和其他大型LCD電視應(yīng)用也迎來(lái)其他發(fā)展空間。他們正由CCFL向LED轉(zhuǎn)移，從而進(jìn)一步促進(jìn)更高電流LED、更高電壓電源市場(chǎng)的發(fā)展，并提高對(duì)驅(qū)動(dòng)眾多大型平行鏈的更高電源LED的要求。

無(wú)電解電容LED照明方案惹爭(zhēng)議

在大多數(shù)LED應(yīng)用中，對(duì)LED燈的使用壽命影響最大的器件就是去耦電容器。高溫高可靠性的電容器會(huì)顯著增加BOM的成本，因此減少電容的大小是增加電燈壽命及控制BOM成本的一個(gè)重要趨勢(shì)和訴求。AllanLin表示，Diodes正在研究在未來(lái)的器件中減少電容器的大小。

不僅如此，更有不少?gòu)S商紛紛推出無(wú)電解電容的LED照明方案。創(chuàng)意電子有限公司產(chǎn)品工程師龍金節(jié)介紹，該公司TK5401、IL9910、TK5401均為無(wú)電解電容的驅(qū)動(dòng)方案，主要用于球泡燈，PF值可達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)0.70，外圍元件少，價(jià)格低，長(zhǎng)壽命且節(jié)約空間。隨著時(shí)間的推移，市場(chǎng)上的一些帶有電解電容的驅(qū)動(dòng)電源會(huì)有相繼失效的現(xiàn)象，龍金節(jié)認(rèn)為，無(wú)電解電容的驅(qū)動(dòng)方案是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。

雖然LED是個(gè)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，目前商用80-120lm/w光效已是所有照明產(chǎn)品中最高水平，但仍有60%左右的電能不能轉(zhuǎn)換為光能而轉(zhuǎn)換為熱能。所有LED燈具工作時(shí)是一個(gè)加熱體，使燈具局部形成50—70度甚至85度的高溫區(qū)，會(huì)很快將電解電容的電解液烤蒸發(fā)，1000到3000小時(shí)時(shí)就很快失效。

邢先鋒指出，實(shí)際上傳統(tǒng)日光燈、節(jié)能燈驅(qū)動(dòng)中電解電容也催在同樣問(wèn)題，只是電源壽命與燈管壽命相當(dāng)而沒(méi)使矛盾特別突出。他表示，“無(wú)論可靠性還是成本，抑或是可實(shí)現(xiàn)性考量，無(wú)電解電容將是LED照明驅(qū)動(dòng)電源的不二選擇。”

不過(guò)，針對(duì)無(wú)電解電容方案，在業(yè)界有很多其他不同的聲音。

“我們并不認(rèn)為無(wú)電解電容LED照明是LED照明電源的發(fā)展大趨勢(shì)。而且從現(xiàn)狀來(lái)看，技術(shù)方面需要克服的問(wèn)題很多。”Rohm公司在接受本刊采訪時(shí)表示。

PeterB.Green指出，隨著電源需求的增加，如果不采用電解電容，LED驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)會(huì)變得非常昂貴。在低功率水平上，通過(guò)用陶瓷電容取代電解電容可以解決這一問(wèn)題，而在高品質(zhì)光源燈具上，電解電容是難以去除的。

事實(shí)上，如果電解電容質(zhì)量很好，可以達(dá)到105攝氏度的工作溫度和10000小時(shí)額定工作時(shí)間，就沒(méi)有必要將電解電容從LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中去除。

如果在低溫條件下，這些元件的使用壽命可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)10000小時(shí)，例如，在85度下，一個(gè)額定壽命為10000小時(shí)的元件可以運(yùn)行40000小時(shí)。

“其實(shí)用不用電解，其焦點(diǎn)就是電解的壽命，也就是整個(gè)產(chǎn)品的可靠性。”朱保賚表示，對(duì)于LED電源，擔(dān)心最多的就是某些元件的自然老化，例如電解電容，因?yàn)樗墓ぷ鳒囟群芨?；其次就是?qū)動(dòng)電源對(duì)于電網(wǎng)波動(dòng)的適應(yīng)性及可靠性，例如雷擊，因?yàn)楹芏喟雽?dǎo)體的元件會(huì)因?yàn)镺verStress而失效。電解電容會(huì)存在電解液干涸的可靠性問(wèn)題，但是如果簡(jiǎn)單地去除電解電容就會(huì)降低電源對(duì)電網(wǎng)波動(dòng)的抗干擾能力，也會(huì)帶來(lái)因雷擊失效的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要全面地評(píng)估產(chǎn)品的可靠性。

由無(wú)電解電容帶來(lái)的高紋波電流而導(dǎo)致的低頻閃爍開(kāi)始越來(lái)越被人注意，有研究者認(rèn)為，低于165Hz的頻閃即便是人眼不易覺(jué)察，但這已經(jīng)對(duì)某些人眼造成生理上的不適，幅度大的低頻紋波會(huì)也會(huì)被導(dǎo)致一些數(shù)碼像機(jī)設(shè)備出現(xiàn)差頻閃爍的亮暗柵格。朱保賚認(rèn)為，雖然市場(chǎng)很渴望能有既能解決電容壽命又能保持穩(wěn)定性及可靠性的新方案，但現(xiàn)階段在高品質(zhì)光源燈具上是難以去除電解電容的。

DougBailey贊同此觀點(diǎn)。他表示，對(duì)于不需要調(diào)光的應(yīng)用，使用LinkSwitch-PH就可以省去電解電容。PI的單級(jí)PFC/恒流設(shè)計(jì)可以讓設(shè)計(jì)師省去大容量電容，這在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中通常需要在PFC級(jí)和恒流級(jí)之間使用。對(duì)電容剩下的唯一要求是，在輸出中通過(guò)AC波形的低點(diǎn)(此時(shí)，電壓接近于零)對(duì)LED供電。

“這可以用足夠容量的陶瓷電容、鉭電容或OSCON電容來(lái)替代電解電容，從而消除100Hz或120Hz的閃爍。對(duì)于不太關(guān)注調(diào)光的高溫、高可靠性工業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，我強(qiáng)烈建議不采用電解電容進(jìn)行設(shè)計(jì)。”DougBailey強(qiáng)調(diào)。