早在五六年前便有人提出“去電源化”,但都只停留于概念中,真正將此概念“實(shí)體化”并推出相應(yīng)產(chǎn)品的是近兩年,其中不少企業(yè)打出“真正無電源”的旗號(hào),也由此在行業(yè)內(nèi)引發(fā)出一系列的議論。“無電源/去電源化其實(shí)是一個(gè)偽命題。”北京大學(xué)上海微電子研究院兼職教授顏重光一言以蔽之。
去電源化實(shí)即光電引擎
眾所周知,LED是一個(gè)通電即能發(fā)光的二極管,它需要供給一個(gè)穩(wěn)定的直流恒定電流才能無閃爍地發(fā)光,所以LED光源和燈具的點(diǎn)亮是需要直流恒流驅(qū)動(dòng)電源的。目前的LED光源和燈具大多數(shù)是采用LVLED技術(shù),將N個(gè)LED燈珠多并少串,組成一個(gè)低電壓、大電流驅(qū)動(dòng)的光源板,它的點(diǎn)亮需要一個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電源模組,通常是隔離的或者非隔離的開關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電源模組,往往將它們內(nèi)置在LED光源和燈具中的狹小空間。
而近年來,由于HVLEDs技術(shù)和高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)芯片的興起,可以將LED燈珠組成多串少并的應(yīng)用模式和采用無電解電容器、無變壓器、無電感器的線性直流驅(qū)動(dòng)電源。
HVLEDs即高電壓(DC45-280V)、小電流(10—60mA)光源板應(yīng)用方案,HVLEDs的最大優(yōu)點(diǎn)是采用HVLED的均布技術(shù)和小電流驅(qū)動(dòng)可以有效地降低LED光源的發(fā)熱;同時(shí)高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)電源芯片的應(yīng)用電路無需電解電容器、變壓器、電感器,這樣可以將高壓線性恒流電源設(shè)計(jì)在光源板上,組成光電引擎,將恒流驅(qū)動(dòng)電源集成在LED光源板上,高壓線性恒流芯片、整流橋堆和高壓LED燈珠可以通過自動(dòng)貼片機(jī)機(jī)器自動(dòng)化生產(chǎn),從而大大節(jié)省人工成本,又能提高生產(chǎn)力。
其實(shí),光電引擎已包含恒流驅(qū)動(dòng)電源,只是將恒流驅(qū)動(dòng)電源集成在HVLEDs光源板上,也只是去掉了單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電源模組。用同一光電引擎可以生產(chǎn)不同的LED球泡燈、T8、T5燈管等光源,也可以用光電引擎技術(shù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)筒燈、天花燈、工礦燈、路燈、隧道燈、投光燈等燈具,它們都可以將高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)電源和HVLED燈珠集成在同一塊鋁基板或陶瓷基板上,去掉了光源板外的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電源模組。[NT:PAGE]
光電引擎已是其一必經(jīng)之路
但高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)電源目前的輸入電壓范圍較窄,只能適合定壓輸入,它的脈動(dòng)直流輸出還有寄生的工頻及其倍頻的殘余,導(dǎo)致其制成LED照明燈后還有些許頻閃。這些問題造成業(yè)內(nèi)對(duì)光引擎使用環(huán)境受限較多、應(yīng)用范圍窄的印象。針對(duì)這些問題,顏重光教授分析道,高壓線性驅(qū)動(dòng)電源芯片是一種定電壓輸入的驅(qū)動(dòng)電源芯片,從最初對(duì)輸入電源的±10%的寬容度到現(xiàn)在的±20%,即AC220V的可從AC180-260V,基本滿足不少使用地區(qū)電網(wǎng)波動(dòng)的要求;而面對(duì)頻閃問題,我們需要制定LED照明燈的頻閃評(píng)估共識(shí),比如日光燈、筒燈使用時(shí)離開受眾均在50cm以上,那么在50cm以外沒有頻閃就可被認(rèn)定為合格產(chǎn)品??v然如此,光電引擎都還需要在芯片設(shè)計(jì)上作進(jìn)一步改進(jìn)和技術(shù)提升。
除此之外,它的穩(wěn)定性、安全性等問題也備受詬病。顏重光教授對(duì)此表示,“一方面,高壓線性驅(qū)動(dòng)芯片經(jīng)過幾代的改進(jìn)設(shè)計(jì),現(xiàn)在已經(jīng)從當(dāng)初的模擬電路芯片走向數(shù)模混合電路芯片,并向數(shù)字電路芯片發(fā)展,因此高壓線性驅(qū)動(dòng)芯片的性能日趨完善,更加穩(wěn)定;另一方面,由于高導(dǎo)熱塑料散熱器、塑包鋁散熱器技術(shù)日趨完善,性價(jià)比更好,鋁塑散熱器的成本比全金屬散熱器更低,絕緣性能更好,所以用光電引擎和塑包鋁散熱器組成的光源和燈具更加安全可靠。”
去掉電源模組的片上光電合一模組即光電引擎已是LED照明光源和燈具的發(fā)展必經(jīng)之路之一。
或是新的利潤增長點(diǎn)?
光電引擎技術(shù)的興起和普及,又會(huì)對(duì)傳統(tǒng)LED企業(yè)帶來怎樣的變革?顏重光教授主要從以下兩方面闡述:
首先,對(duì)于LED芯片封裝廠商來說,將LED芯片封裝廠從生產(chǎn)單顆LED燈珠封裝導(dǎo)入生產(chǎn)LED光電引擎模組,LED芯片封裝廠必須進(jìn)入N種產(chǎn)品多元化生產(chǎn)才能更有生機(jī);[NT:PAGE]
其次,對(duì)于下游廠商來說,光電引擎使LED光源和燈具生產(chǎn)廠的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加簡單、快捷、有效。LED光源和燈具的生產(chǎn)因?yàn)椴捎霉怆姾弦坏墓怆娨婺=M,而大大節(jié)省人工,進(jìn)一步降低成本。據(jù)用光電引擎生產(chǎn)A60球泡燈的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),使用光電引擎組裝一個(gè)A60的LED球泡燈平均只需要10秒鐘時(shí)間。
圖例:用光電引擎組裝一個(gè)LED球泡燈平均只需要10秒鐘時(shí)間
目前業(yè)內(nèi)對(duì)于光電引擎(去電源化)的發(fā)展前景依然不大看好,更有甚者指出它只是噱頭。而在顏重光教授看來,光電引擎將是LED照明燈技術(shù)未來發(fā)展方向之一。“任何新生事物的初期都是不夠完善的,需要有一個(gè)技術(shù)改進(jìn)的過程,人們對(duì)新事物也需要一個(gè)認(rèn)知的過程。在LED照明產(chǎn)品發(fā)展的歷程中必然會(huì)誕生一些我們尚未認(rèn)知的新事物,如LED燈絲燈、LED光電引擎、LED芯片級(jí)封裝等技術(shù)創(chuàng)新型產(chǎn)品,任何新產(chǎn)品都會(huì)給我們企業(yè)家?guī)硇率袌?、新的利潤增長,都會(huì)給我們?nèi)祟悗硇麦w驗(yàn),享受科技進(jìn)步的快樂。”
顏重光教授亦坦言,LED照明產(chǎn)品的一部分適合去掉獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電源模組,但還有不少LED照明產(chǎn)品是不適宜去掉外置的、獨(dú)立的電源模組的。“我相信,隨著HVLED燈珠和高壓線性恒流芯片的技術(shù)的提高和完善,將得到LED照明產(chǎn)品廣泛應(yīng)用和普及。”