光引擎技術(shù)如何革新破冰？

　　對(duì)LED行業(yè)來說，“光引擎”三字并不陌生。光引擎就是把恒流源和光源做到同一塊鋁基板上，隨著國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)鏈條各個(gè)環(huán)節(jié)競(jìng)爭的不斷加劇，兼具穩(wěn)定性和高性價(jià)比的光引擎產(chǎn)品正受到越來越多廠商的青睞。據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2014年中國LED光引擎市場(chǎng)規(guī)模不足1億元，2015年中國LED光引擎市場(chǎng)規(guī)?？焖僭鲩L至2.18億元，預(yù)計(jì)到2017年中國光引擎市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)28.32億元。

　　就目前來看，光引擎還處于成長期，國內(nèi)LED企業(yè)生產(chǎn)的光引擎主要應(yīng)用于筒燈、壁燈、射燈、吸頂燈、吊燈、導(dǎo)軌燈等室內(nèi)照明領(lǐng)域，而在戶外照明領(lǐng)域也有少量的應(yīng)用，比如路燈、街燈、投光燈、工礦燈等。

　　毋庸置疑，光引擎確實(shí)有它得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，是LED產(chǎn)業(yè)的一大重要趨勢(shì)。上海飛樂音響股份有限公司產(chǎn)品研發(fā)中心產(chǎn)品管理部經(jīng)理張勇德把光引擎模組的優(yōu)勢(shì)歸結(jié)為幾個(gè)方面：“首先是成本可大幅下降;其次，燈具外觀的設(shè)計(jì)也更靈活，可塑性更強(qiáng);另外，由于光引擎模組不需要點(diǎn)解電容，把易損易耗的元器件省去，這可以大大增加燈具的可靠性和安全性?！睂?duì)于此觀點(diǎn)，鼎暉科技市場(chǎng)部副總經(jīng)理陳珊珊也表示了認(rèn)同：“光引擎的優(yōu)勢(shì)在于優(yōu)化成本、縮小結(jié)構(gòu)體積，整燈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上又增加了無窮的發(fā)展空間?！?/p>

　　然而，盡管集眾多優(yōu)勢(shì)于一身，光引擎的發(fā)展之路卻并非坦途，眼下仍存在諸多難題困擾著眾多廠家。那么，光引擎技術(shù)亟需解決的問題究竟在哪里?在市場(chǎng)推廣上遇到哪些瓶頸?如何突破?為此，阿拉丁新聞中心就上述問題邀請(qǐng)多家在光引擎市場(chǎng)享有較高知名度的企業(yè)高層展開深入對(duì)話和探討。

　　諸多因素掣肘

　　局限一：線性恒流源技術(shù)效率低下

　　光引擎的核心技術(shù)是高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)芯片，光引擎的方案就是圍繞高壓線性恒流源芯片構(gòu)建的，可以依托COB或貼片，正裝或倒裝任何一種封裝形式?！暗侥壳盀橹梗庖娴陌l(fā)展觸點(diǎn)還是取決于對(duì)線性恒流源技術(shù)效率低下這一局限性的突破，從電源控制芯片角度，就是電源效率問題，還有電壓變化時(shí)的功率和光效恒定性控制問題，比如電壓變化時(shí)，很多光引擎產(chǎn)品的功率變化范圍會(huì)在10%以上甚至達(dá)到50%。從系統(tǒng)角度，還有可靠性問題，比如過溫過壓防護(hù)能力和抗雷擊浪涌能力?！北粯I(yè)界稱為中國光引擎教父的埃菲萊首席科學(xué)家茅于海教授如是分析。

　　茅于海認(rèn)為，到目前為止，大部分光引擎方案依然沿用的是多段控制線性恒流源技術(shù)原理，雖經(jīng)優(yōu)化，但仍然難以徹底突破局限，尤其在中大功率的應(yīng)用方面。同時(shí)，有些封裝企業(yè)做光引擎，由于缺乏對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的深刻理解，因此在系統(tǒng)可靠性方面會(huì)存在應(yīng)用缺陷。

　　局限二：跨科學(xué)整合

　　在酷藍(lán)電子總經(jīng)理王欽恒看來，在技術(shù)上，ACDrv驅(qū)動(dòng)本質(zhì)上還是電源轉(zhuǎn)換器件，經(jīng)典的控制理論和芯片設(shè)計(jì)技術(shù)就足夠了，難點(diǎn)在于跨學(xué)科的整合，需要整合芯片設(shè)計(jì)、高壓工藝、熱管理、應(yīng)用設(shè)計(jì)。

　　針對(duì)技術(shù)上遇到的難題，鴻利智匯研發(fā)經(jīng)理石超做了如下兩方面補(bǔ)充：一是AC LED的光電轉(zhuǎn)換效率不及DC LED外接開光電源的光電轉(zhuǎn)換效果，DC LED外接開關(guān)電源的電轉(zhuǎn)換效率是95%，而AC LED的光電轉(zhuǎn)換效率在85%左右;二是在改善頻閃與減小AC模組體積二者之間找平衡點(diǎn)，既能滿足AC模組要求的體積小，又能改善頻閃，降低對(duì)人眼的傷害。

　　局限三：散熱

　　從結(jié)構(gòu)上看，LED光引擎是包含LED封裝模塊、LED驅(qū)動(dòng)器、以及其他光度、熱學(xué)、機(jī)械和電氣元件的一個(gè)整體組合。那么問題來了：散熱效果如何?

　　鼎暉科技市場(chǎng)部副總經(jīng)理陳珊珊表示，“光引擎工作時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)器和LED模塊會(huì)同時(shí)產(chǎn)生熱，而目前市面上的光引擎大多數(shù)電源轉(zhuǎn)換效率低，恒流IC做無用功多、發(fā)熱嚴(yán)重;且電源部分元器件較多，諸多元器件發(fā)熱，這些熱量如果不能通過基板、散熱器及時(shí)散出，會(huì)提升LED燈珠的結(jié)溫，長期以往，必然會(huì)縮短光引擎的使用壽命，因此光引擎目前的掣肘主要是熱的傳導(dǎo)?！?/p>

　　局限四：標(biāo)準(zhǔn)

　　光引擎目前還處于成長期，很多廠家看到了這一巨大的應(yīng)用市場(chǎng)，開發(fā)出各種光引擎產(chǎn)品，如球泡燈，吸頂燈，MR16小射燈等應(yīng)用。不過，佛山市中昊光電科技有限公司總經(jīng)理王孟源發(fā)現(xiàn)，由于很多產(chǎn)品在驅(qū)動(dòng)性能和光性能結(jié)合的部分出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致可靠性差，電氣指標(biāo)不符合相關(guān)國家規(guī)范等，故在實(shí)際應(yīng)用中失效夭折，有些連基本的安全規(guī)范門檻也無法進(jìn)入。

　　針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)問題，晶科電子產(chǎn)品經(jīng)理何貴平亦表達(dá)同樣的觀點(diǎn)，“目前國標(biāo)對(duì)光組件還還出臺(tái)具體的規(guī)范要求，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與地方標(biāo)準(zhǔn)多樣化，應(yīng)用配套稍顯薄弱?！?/p>

　　局限五：成本+推廣

　　與其他人士看法不一的是，晶科電子產(chǎn)品經(jīng)理何貴平認(rèn)為目前光引擎普遍價(jià)格為0.8-1.0RMB/W，基本與非隔離開關(guān)電源方案成本持平，暫時(shí)沒有顯現(xiàn)出比非隔離開關(guān)電源方案的更高的性價(jià)比。

　　不得不提，在推廣層面上，方案錯(cuò)誤復(fù)制也是制約光引擎發(fā)展的一大因素。何貴平告訴記者，“燈具公司通過IC方案商的商業(yè)推廣與技術(shù)普及，認(rèn)為BOM可以簡單復(fù)制，自認(rèn)為可以簡單組裝來降低成本，真正量產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，閃爍、死燈等品質(zhì)問題頻發(fā)，其問題在于，燈具廠還沒有吃透IC跟LED光源的匹配性，導(dǎo)致燈具廠直接排斥接受光引擎?！?/p>

　　針對(duì)市場(chǎng)推廣難點(diǎn)鴻利智匯研發(fā)經(jīng)理石超亦指出，DC方案中光源光效可達(dá)150lm/W以上，計(jì)算光源轉(zhuǎn)換效率光效可達(dá)130lm/W，而目前AC方案中，IC轉(zhuǎn)換效率較低，使得LED芯片利用率低，光效只能維持在100lm/W左右，從而導(dǎo)致性價(jià)比優(yōu)勢(shì)無法凸顯，推廣難度較大。另一方面，由于AC模組為交流高壓輸入，而人體安全電壓不高于36V，而客戶現(xiàn)用燈具大部分都是采用金屬外殼，許多客戶會(huì)顧慮有觸電的危險(xiǎn)，因此安規(guī)認(rèn)證也成為推廣另一難點(diǎn)。

　　破冰之道

　　綜上，多家企業(yè)高層對(duì)掣肘光引擎發(fā)展的諸多因素進(jìn)行了多層面的剖析，同時(shí)從企業(yè)角度出發(fā)對(duì)分析中的制約之處提出了解決之道。

　　埃菲萊首席科學(xué)家茅于海教授：發(fā)明自適應(yīng)恒流源驅(qū)動(dòng)芯片

　　2013年和美國技術(shù)伙伴RichardGrey共同發(fā)明構(gòu)建了完全創(chuàng)新技術(shù)原理的自適應(yīng)恒流源驅(qū)動(dòng)芯片，芯片效率大幅提高到99%，而且通過驅(qū)動(dòng)芯片即可實(shí)現(xiàn)輸入電壓在180V-265V內(nèi)功率和光效恒定，智能過溫過壓保護(hù)，智能調(diào)光等功能。這種創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)芯片技術(shù)，可以做到單芯片即可支撐80-100W功率，雙芯片可支持150W功率的能力。

　　鴻利智匯研發(fā)經(jīng)理石超：開發(fā)高光效的線性IC

　　我覺得，解決光電轉(zhuǎn)換效率，提升LED芯片利用率，目前唯一辦法需芯片廠開發(fā)高光效的線性IC，使其功率與效率不隨輸入電壓變化而變化;體積與頻閃問題，通過縮小電解電容尺寸，使用高余暉熒光粉來平衡其兩者關(guān)系;產(chǎn)品推向市場(chǎng)，不僅要有高品質(zhì)、高光效，高性價(jià)比，在安全認(rèn)證仿面，也應(yīng)該給客戶提供一份有力的保證書。

　　鼎暉科技市場(chǎng)部副總經(jīng)理陳珊珊：采取超前的技術(shù)解決方案

　　目前鼎暉采取了業(yè)界超前的技術(shù)解決方案：首先選擇國際品牌的高轉(zhuǎn)換效率的線性恒流IC，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到95%以上;再就是優(yōu)化電源電路設(shè)計(jì)，使電路中的元器件少，減少熱源，使其電路穩(wěn)定可靠;然后通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到最短的散熱通道，同時(shí)選擇高導(dǎo)熱率的封裝材料，極小的熱阻，及時(shí)將熱導(dǎo)出，以確保光引擎的可靠性，壽命可達(dá)50000小時(shí)以上。

　　中美歐光電總經(jīng)理殷仕樂：從IC芯片、應(yīng)用方案、封裝結(jié)構(gòu)和材料多方面提升產(chǎn)品壽命

　　針對(duì)散熱和壽命問題，中美歐光電主要從IC芯片、應(yīng)用方案、封裝結(jié)構(gòu)、封裝材料和工藝幾個(gè)方面提升產(chǎn)品壽命。IC芯片方案經(jīng)過五年以上的線性方案應(yīng)用驗(yàn)證、修改和完善裸晶和性能，綜合國內(nèi)外電網(wǎng)及應(yīng)用環(huán)境進(jìn)一步優(yōu)化，適用于室內(nèi)外應(yīng)用環(huán)境；封裝結(jié)構(gòu)、材料和工藝方面，降低整個(gè)模組熱阻，減少外圍電子元器件數(shù)量，比如提升基板導(dǎo)熱系數(shù)去除散熱通道絕緣層，讓LED芯片、IC芯片及MOS管所產(chǎn)生的熱量更快更好的導(dǎo)出去保證產(chǎn)品壽命大于50000小時(shí)。

　　中昊光電總經(jīng)理王孟源：加大研發(fā)力度，重視電氣安全和驅(qū)動(dòng)特性的指標(biāo)設(shè)計(jì)

　　光引擎最基本的功能是要實(shí)現(xiàn)光和驅(qū)動(dòng)高度集成為一體，在這個(gè)基礎(chǔ)上可以集成更多的可調(diào)控IC，實(shí)現(xiàn)控制和調(diào)光調(diào)色等功能。光引擎在光性能滿足的情況下，電氣特性指標(biāo)和安全規(guī)范是首要的也是必須要滿足的。要解決這些瓶頸，更應(yīng)該加大研發(fā)力度，重視電氣安全和驅(qū)動(dòng)特性的指標(biāo)設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)IC的設(shè)計(jì)應(yīng)充分結(jié)合LED芯片結(jié)構(gòu)和電壓特性，解決LED芯片電壓特性與IC的匹配度是關(guān)鍵，如此才能在保障可靠性基礎(chǔ)上充分平衡電氣指標(biāo)和光參數(shù)指標(biāo)的成本要求。

　　酷藍(lán)電子總經(jīng)理王欽恒：在大功率的應(yīng)用上，不能犧牲性能來追求低成本

　　在大功率的應(yīng)用上，由于惡劣的環(huán)境因素，酷藍(lán)電子堅(jiān)持使用外置功率器件，耐壓可達(dá)650伏的MOS管，外置MOS之后就需要解決對(duì)不同器件的兼容性以及抗干擾的問題。在大功率的應(yīng)用上，一定不能走入更低成本的誤區(qū)，驅(qū)動(dòng)部分是整個(gè)燈具的心臟，千萬不能犧牲性能來追求低成本，否則對(duì)燈具應(yīng)用企業(yè)和驅(qū)動(dòng)芯片廠家都是雙輸?shù)木置妗?/p>

　　晶科電子產(chǎn)品經(jīng)理何貴平：加大光組件方案推廣力度

　　在我看來，應(yīng)該加大光組件方案的推廣力度，燈廠解釋清楚IC與LED光源兩者特性的匹配是光組件方案商的優(yōu)勢(shì)，讓其接受光組件并發(fā)揮自身渠道、批量生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)雙贏。