日前由大比特資訊在深圳舉行的第四屆LED通用照明驅(qū)動(dòng)技術(shù)研討會(huì)上，兩天的活動(dòng)受到了眾多來自珠三角地區(qū)工程師們的關(guān)注，其中還有不少工程師是來自佛山、中山、廣州和惠州的LED制造企業(yè)。
深圳LED產(chǎn)業(yè)波動(dòng)不影響產(chǎn)業(yè)光明前景
雖然在深圳出現(xiàn)LED知名企業(yè)跑路的消息，同時(shí)也有分析師提出LED產(chǎn)能有些過剩，但這些消息依然沒有影響工程師們對(duì)LED照明技術(shù)的關(guān)注。聚積科技的照明產(chǎn)品總監(jiān)俞仲威認(rèn)為，2010至2011年MOCVDS取得了爆發(fā)式的成長(zhǎng)，LED背光已經(jīng)穩(wěn)定成熟，接下來就是LED照明取得急速成長(zhǎng)的時(shí)機(jī)?！癓ED照明市場(chǎng)將由2009年的10億美元成長(zhǎng)為2014年的80億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)52%。而LED置換市場(chǎng)，年復(fù)合成長(zhǎng)率更是要高達(dá)92%?！?
第四屆LED通用照明驅(qū)動(dòng)技術(shù)研討會(huì)吸引了滿堂的工程師9Thesmc
現(xiàn)場(chǎng)一位來自東莞的LED照明工程師對(duì)筆者表示，他們現(xiàn)在做歐洲出口市場(chǎng)，主要是裝飾照明，在酒店和家庭都有用到?！斑@些裝飾用LED照明燈，每個(gè)燈具中不同功率的LED顆粒都有用過，電源設(shè)計(jì)也較為復(fù)雜?，F(xiàn)在的金融危機(jī)對(duì)我們并沒有什么影響?！贝_實(shí)像美國(guó)和歐洲這樣的市場(chǎng)，雖然政府可能沒有錢，但普通家庭的收入并沒有受太大影響，這類“高價(jià)格”的LED照明的市場(chǎng)，歐美市場(chǎng)遠(yuǎn)比國(guó)內(nèi)起來得早。
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LED照明電源技術(shù)演進(jìn)快，國(guó)內(nèi)外企業(yè)同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)
在第一天的活動(dòng)中主要是眾LED驅(qū)動(dòng)芯片廠商介紹了LED照明驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)展趨勢(shì)和新的解決方案。上海晶豐明源半導(dǎo)體公司市場(chǎng)總監(jiān)顏重光高工表示，隨著溫度的升高，由于LED的伏安特性會(huì)左漂，輸出電源隨之增大，導(dǎo)致LED光源電流超過額定值而引起光衰。上電過沖因?yàn)殚_關(guān)而頻繁對(duì)LED光珠的損害導(dǎo)致早期光衰。
上海晶豐明源半導(dǎo)體公司市場(chǎng)總監(jiān)顏重光高工在做演講9Thesmc
顏重光向大家介紹了LED照明驅(qū)動(dòng)電源技術(shù)的新發(fā)展方向，主要是要優(yōu)化芯片算法使LED輸出電流精度對(duì)外轉(zhuǎn)的變壓器、電感器的電感量等參數(shù)不敏感，降低電感器和變壓器和制造成本。芯片外圍控制電路的不斷簡(jiǎn)化，LED照明盯具全面采用原邊控制技術(shù)(PSR)；高性能線性驅(qū)動(dòng)芯片開始出現(xiàn)。
目前LED的三種光源9Thesmc
“目前LED照明燈具的驅(qū)動(dòng)電源對(duì)變壓器、電感參數(shù)的要求十分高，為求精準(zhǔn)需花費(fèi)大量的人力和財(cái)力才能實(shí)現(xiàn)，工業(yè)化生產(chǎn)成本很難進(jìn)一步下降。通過對(duì)LED 驅(qū)動(dòng)恒流源芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新和突破，新的解決方案可以在LED燈具驅(qū)動(dòng)電源實(shí)際應(yīng)用時(shí)，輸出電流對(duì)變壓器和電感的電感量和LED的VF等參數(shù)不太敏感。創(chuàng)新技術(shù)的關(guān)鍵是優(yōu)化芯片算法?！?
散熱處理是LED照明的另一個(gè)重大挑戰(zhàn)。俞仲威以MR16杯燈為例解釋了熱失控的問題。“MR16杯燈直流驅(qū)動(dòng)模塊的控制器或功率管常莫名燒毀，肖特基二極管逆向電流在高溫下會(huì)急速上升，而此電流并未流經(jīng)檢流電阻，因此控制器無(wú)法偵知。聚積科技全新系統(tǒng)DC/DC轉(zhuǎn)換器均內(nèi)建智能型偵測(cè)電路，可全時(shí)偵測(cè)肖特基二極管漏電流的發(fā)生。”
俞仲威：聚積科技全新系統(tǒng)DC/DC轉(zhuǎn)換器均內(nèi)建智能型偵測(cè)電9Thesmc
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如何實(shí)現(xiàn)電源的高效率也是LED燈照明另一個(gè)關(guān)鍵的挑戰(zhàn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輸入電流整形提出 了嚴(yán)格要求，低功率的LED可以不需要采用PFC ，EN61000-3-2將限值設(shè)定為5W以上，商業(yè)照明的功率因素限值為0.9，家用照明的功率因數(shù)限值為0.7。
Power Integrations高級(jí)應(yīng)用主管郭春明認(rèn)為，如果是做出口LED燈的廠商，則最好是全部做到0.9以上。由于目前LED照明中會(huì)有80%的電能會(huì)轉(zhuǎn)化成為熱能，提升電源照明效率同時(shí)就有利于改進(jìn)燈具的散熱，燈具內(nèi)極小的空間限制了高效率轉(zhuǎn)換器無(wú)法裝入。他認(rèn)為為L(zhǎng)ED照明設(shè)計(jì)出高性能轉(zhuǎn)換器是可行的，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇不能僅由效率決定，還必須考慮輸入電壓、輸出電壓和輸出功率等因素。任何功率水平的最佳轉(zhuǎn)換效率都必須采用一種專門優(yōu)化的方法。
郭春明：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇不能僅由效率決定，還必須考慮輸入電壓、輸出電壓和輸出功率等因素9Thesmc
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)9Thesmc
PI在75W的單級(jí)隔離反激式拓?fù)涞男士沙^92%9Thesmc
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MPS市場(chǎng)總監(jiān)董曉鵬向工程師們介紹了全系列的直流輸入和交流輸入的LED驅(qū)動(dòng)方案，包括所有12V/24V電池供應(yīng)應(yīng)用、交流輸入的各種應(yīng)用場(chǎng)合。
在如果解決電容對(duì)LED燈的使用壽命的瓶頸這個(gè)問題上，深圳市長(zhǎng)運(yùn)通光電有限公司公司推出的云電源化技術(shù)－球泡燈走在所有同行的技術(shù)前列。公司技術(shù)總監(jiān)文茂強(qiáng)介紹，與所有做LED電源驅(qū)動(dòng)IC的大廠商不一樣，長(zhǎng)運(yùn)通走的是一條提供完整解決方案的思路。“長(zhǎng)運(yùn)通至力于提供整體的LED照明產(chǎn)品的解決方案?！?
長(zhǎng)運(yùn)通對(duì)三種LED電源做出的對(duì)比分析9Thesmc
文茂強(qiáng)認(rèn)為，現(xiàn)今階段質(zhì)疑LED的使用壽命的人少了，但對(duì)電源的質(zhì)疑依然存在。未來LED發(fā)光芯片光效的進(jìn)一步提高，封裝方式的改進(jìn)和成本的進(jìn)一步降低?！癓ED燈會(huì)采用鋁質(zhì)外殼，成本下降至1美元以內(nèi)?！?
文茂強(qiáng)：長(zhǎng)運(yùn)通至力于提供整體的LED照明產(chǎn)品的解決方案9Thesmc
他介紹，去電源化設(shè)計(jì)球泡燈模組采用HV-LED封裝，不需要變壓器等元件的驅(qū)動(dòng)方式，內(nèi)置恒流技術(shù)，這簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)電路。長(zhǎng)運(yùn)通推出的CYT7212模組采用了COB集成封裝，驅(qū)動(dòng)電路是高壓恒流驅(qū)動(dòng)，可耐600V高壓。球泡燈還是面光源，無(wú)暗區(qū)。最為難得的是，這是無(wú)電解電容的和變壓器的設(shè)計(jì)，可大大真正延長(zhǎng)LED燈的使用壽命。驅(qū)動(dòng)線路板體積小，便于燈具外殼的設(shè)計(jì)。
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美芯晟的MT7920獲得電子工程專輯的“本土25大熱門IC產(chǎn)品之一”，今年還推出了MT7930驅(qū)動(dòng)IC。美芯晟高級(jí)產(chǎn)品工程師程寶洪博士介紹，MT7930是一顆離線，單級(jí)，高PFC、低功耗LED驅(qū)動(dòng)芯片?！癕T7930是一顆新的AC-DC LED驅(qū)動(dòng)芯片，它采用了美芯晟的初級(jí)端感應(yīng)恒流控制模式的專利技術(shù)，輸入電壓在85V－265V之間。電大驅(qū)動(dòng)能力可達(dá)50W，支持高PFC達(dá)0.9以上。初級(jí)端感應(yīng)技術(shù)無(wú)需光耦，外圍元件少，LED電流僅由內(nèi)部參考電平及外部感到感應(yīng)電阻決定，可支持無(wú)電解電容方案?！?
程寶洪博士：MT7920今年獲得電子工程專輯的本土“25大熱門IC產(chǎn)品之一”大獎(jiǎng)9Thesmc
美芯晟推出MT7930的20W日光燈方案9Thesmc
本文下一頁(yè)：華潤(rùn)矽威和昂寶電子的方案
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華潤(rùn)矽威作為一家本土IC設(shè)計(jì)公司推出的多種LED驅(qū)動(dòng)方案方案受到了工程師們的關(guān)注。公司系統(tǒng)應(yīng)用總監(jiān)譚漢生說，華潤(rùn)矽威是借助國(guó)企的資金和美國(guó)歸來團(tuán)隊(duì)的核心模擬設(shè)計(jì)能力創(chuàng)立而成的公司。目前公司已經(jīng)有AC/DC原邊控制隔離性方案(PT4204/PT4203/PT4213/PT4215)、原邊控制帶PFC功能的LED驅(qū)動(dòng)方案(PT4208)和副邊控制隔離性(PT4201)和非隔離性驅(qū)動(dòng)方案(PT4207/PT4107)，以及DC/DC驅(qū)動(dòng)方案(PT4115/PT4205)。
譚漢生在接受現(xiàn)場(chǎng)工程師們的提問，不少問題是關(guān)于LED驅(qū)動(dòng)芯片可以互相替代方面的9Thesmc
同樣另一家知名本土電源廠商昂寶電子也介紹了其全系列LED照明解決方案。昂寶市場(chǎng)副總裁黎波認(rèn)為，小功率燈杯驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的要求是零件少、成本低、輸出電流精度要高?！癘B3390的特點(diǎn)是采用無(wú)電解小輸出電容時(shí)也需要做到啟動(dòng)時(shí)輸出電路無(wú)過沖。原邊反饋(PSR)架構(gòu)，驅(qū)動(dòng)外置晶體管方案，系統(tǒng)BOM成本最低只要19個(gè)零件，具有LED短路及開路保護(hù)功能?！睋?jù)悉，OB3391的1W~2W燈杯解決方案更是將BOM降至17個(gè)零件，成本相當(dāng)?shù)汀?
黎波：小功率燈杯驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的要求是零件少、成本低、輸出電流精度要高9Thesmc
黎波表示，LED平面照明和LED路燈除了要求高PFC值外(大于 0.9)，還要求低輸出紋波，以降低因LED電流紋波造成的人眼球視頻疲勞以及在有CCTV監(jiān)控場(chǎng)合下解決監(jiān)控錄像畫面閃爍問題。要求有PWM或DC調(diào)光的要求，可智慧調(diào)光且要求低待機(jī)功耗。昂寶的反激PFC架構(gòu)在視頻拍攝環(huán)境中的應(yīng)用有SN03A/P+OB3380系列(小于60W)和OB6663＋OB3380系列(大功率)。
昂寶的120W路燈方案介紹9Thesmc
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LED照明壽命長(zhǎng)短電源中的電容是關(guān)鍵
第二天的研討會(huì)主要以LED驅(qū)動(dòng)電路中的電容設(shè)計(jì)和電源測(cè)量技術(shù)主題為主，電容設(shè)計(jì)的爭(zhēng)論點(diǎn)依舊是如何解決鋁電解電容壽命與LED壽命不匹配問題以及無(wú)鋁電解電容方案。
最關(guān)鍵的就是在高溫條件下，LED的長(zhǎng)壽命與電解電容器的相對(duì)短壽命的沖突，一般的電解電容器很難達(dá)到105℃1萬(wàn)小時(shí)的壽命。
無(wú)電解電容器的應(yīng)用研究方興未艾。但是始終避免不了的問題是：平滑電源側(cè)整流輸出電壓需要足夠的電容量，而采用薄膜電容器會(huì)明顯增加成本，增加體積，不得已而選擇低電容量，這又會(huì)使得整流輸出電壓及紋波電壓變大，特別是像某著名IC廠家的產(chǎn)品，當(dāng)電容量低于1μF/W就會(huì)在變換器輸出產(chǎn)生比較高幅值的紋波電壓，會(huì)使得LED閃爍。
輸出整流濾波電容器的電容量選擇過低可能會(huì)產(chǎn)生反激式變換器的自激，因此不希望輸出整流濾波電容器過低的電容量，但是非鋁電解電容器的價(jià)格又太高。
我們知道LED驅(qū)動(dòng)電源工作環(huán)境苛刻，溫度較高，現(xiàn)有的鋁電解電容很難在這種高溫條件下保持長(zhǎng)壽命，正因?yàn)槎唐诤茈y解決鋁電解電容的壽命問題，所以無(wú)電解電容的應(yīng)用研究方興未艾。上海永銘電子總工程師在其關(guān)于鋁電解電容方案的發(fā)言中提到，相對(duì)而言低壓電解電容器獲得105℃1萬(wàn)小時(shí)的壽命要比105℃1萬(wàn)小時(shí)壽命的高壓電解電容器難得多。最主要的原因是長(zhǎng)壽命、高紋波、小體積的低壓電解電容器需要極低的ESR，而極低的ESR需要大幅度提高電解液的導(dǎo)電率，而大幅度提高電解液電導(dǎo)率的最簡(jiǎn)單的辦法就是提高電解液的含水量。所帶來的問題就是水合反應(yīng)的過早出現(xiàn)而導(dǎo)致電解電容器的早期失效。從成本和壽命綜合考慮，如果能做出長(zhǎng)壽命電解電容器，使得電解電容器的壽命與LED壽命基本相同，電解電容器這塊LED驅(qū)動(dòng)中短板就可以很好的解決。
永銘推出LKF(105℃)、LKG (105℃) 、LKL (125℃、無(wú)水電解液)系列高、低壓LED專用長(zhǎng)壽命電解電容器。公司基于在照明專用的鋁電解電容器方面取得的19項(xiàng)專利、在產(chǎn)品小型化、耐高溫、長(zhǎng)壽命方面長(zhǎng)期的研究。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，國(guó)產(chǎn)永銘電解電容特性完全滿足LED電源的壽命要求，可以完全替代進(jìn)口電解電容。
Murata的演講嘉賓黃國(guó)發(fā)也提及Murata的無(wú)電解電容方案，主打“長(zhǎng)壽命”，為解決容量問題，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)層疊。我想價(jià)格相對(duì)同容量鋁電解電容要貴，所以到底采用何種電解電容的方案，業(yè)內(nèi)暫時(shí)還沒有定論，各有一方支持者，這是體積，成本與壽命之間的較量，誰(shuí)先有突破，誰(shuí)就可能把握主動(dòng)權(quán)。
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LED要節(jié)能就功率效率不能低，測(cè)量廠商展示新設(shè)備
關(guān)于LED電源測(cè)試儀器，泰克和Lecroy公司都帶來了公司最新的測(cè)試儀器解決方案，有效幫助解決LED測(cè)試中如何精確測(cè)量小幅度電壓紋波、如何準(zhǔn)確測(cè)量快速變化的電壓信號(hào)并保證測(cè)量精度、如何在共模干擾很大的情況下更加準(zhǔn)備的測(cè)量出小信號(hào)差分信號(hào)等難點(diǎn)問題。
現(xiàn)場(chǎng)19Thesmc
整體而言，觀眾對(duì)這次LED研討會(huì)的熱情挺高，會(huì)中不斷有人提出犀利問題，還有幾個(gè)女工程師也踴躍提問，雖言LED普及尚早，但LED照明步伐越來越快了。
現(xiàn)場(chǎng)29Thesmc
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