光引擎技術(shù)如何革新破冰？

　　對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)鏈條各個環(huán)節(jié)競爭的不斷加劇，兼具穩(wěn)定性和高性價比的光引擎產(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光引擎市場規(guī)模不足1億元，2015年中國LED光引擎市場規(guī)?？焖僭鲩L至2.18億元，預(yù)計到2017年中國光引擎市場規(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，是LED產(chǎn)業(yè)的一大重要趨勢。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)勢歸結(jié)為幾個方面：“首先是成本可大幅下降;其次，燈具外觀的設(shè)計也更靈活，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τ诖擞^點(diǎn)，鼎暉科技市場部副總經(jīng)理陳珊珊也表示了認(rèn)同：“光引擎的優(yōu)勢在于優(yōu)化成本、縮小結(jié)構(gòu)體積，整燈結(jié)構(gòu)設(shè)計上又增加了無窮的發(fā)展空間?！?/p>

　　然而，盡管集眾多優(yōu)勢于一身，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多家在光引擎市場享有較高知名度的企業(yè)高層展開深入對話和探討。

　　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，還有電壓變化時的功率和光效恒定性控制問題，比如電壓變化時，很多光引擎產(chǎn)品的功率變化范圍會在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，有些封裝企業(yè)做光引擎，由于缺乏對驅(qū)動電源的深刻理解，因此在系統(tǒng)可靠性方面會存在應(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、高壓工藝、熱管理、應(yīng)用設(shè)計。

　　針對技術(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)動器、以及其他光度、熱學(xué)、機(jī)械和電氣元件的一個整體組合。那么問題來了：散熱效果如何?

　　鼎暉科技市場部副總經(jīng)理陳珊珊表示，“光引擎工作時，LED驅(qū)動器和LED模塊會同時產(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、散熱器及時散出，會提升LED燈珠的結(jié)溫，長期以往，必然會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，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)對光組件還還出臺具體的規(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，暫時沒有顯現(xiàn)出比非隔離開關(guān)電源方案的更高的性價比。

　　不得不提，在推廣層面上，方案錯誤復(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>

　　針對市場推廣難點(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)致性價比優(yōu)勢無法凸顯，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，許多客戶會顧慮有觸電的危險，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，同時從企業(yè)角度出發(fā)對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)動芯片，芯片效率大幅提高到99%，而且通過驅(qū)動芯片即可實(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，不僅要有高品質(zhì)、高光效，高性價比，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，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，達(dá)到最短的散熱通道，同時選擇高導(dǎo)熱率的封裝材料，極小的熱阻，及時將熱導(dǎo)出，以確保光引擎的可靠性，壽命可達(dá)50000小時以上。

　　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。

　　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)動特性的指標(biāo)設(shè)計

　　光引擎最基本的功能是要實(shí)現(xiàn)光和驅(qū)動高度集成為一體，在這個基礎(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)動特性的指標(biāo)設(shè)計，驅(qū)動IC的設(shè)計應(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)動部分是整個燈具的心臟，千萬不能犧牲性能來追求低成本，否則對燈具應(yīng)用企業(yè)和驅(qū)動芯片廠家都是雙輸?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，讓其接受光組件并發(fā)揮自身渠道、批量生產(chǎn)等優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)雙贏。