業(yè)內(nèi)流傳，“100個(gè)壞掉的燈中，有99個(gè)是因?yàn)轵?qū)動(dòng)電源出現(xiàn)問題”。LED照明產(chǎn)品的實(shí)際使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論值，其根本原因就在于驅(qū)動(dòng)電源的失效。并且，驅(qū)動(dòng)電源在LED整燈成本中占比達(dá)到20%-30%，如何提高驅(qū)動(dòng)電源的性價(jià)比及品質(zhì)，成為電源企業(yè)的研發(fā)重心。
“無電源”、“去電源化”的概念應(yīng)運(yùn)而生，不少企業(yè)紛紛此概念融入到產(chǎn)品的開發(fā)中，以圖革新傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電源時(shí)代。“無電源”是否真的可行?它又將給行業(yè)帶來哪些變革?
何謂“去電源化”
“‘去電源化’這種說法是不正確的，因?yàn)樗械碾娮雍碗姎猱a(chǎn)品都離不開電源供電，LED照明也一樣。業(yè)內(nèi)所說的‘去電源化’，只是電源的樣式發(fā)生變化，趨向更加簡單化。”專注于傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電源研發(fā)生產(chǎn)的東莞市領(lǐng)冠半導(dǎo)體照明有限公司總經(jīng)理廖玉柱如是認(rèn)為。
北京大學(xué)上海微電子研究院兼職教授顏重光是最早從事“去電源化”研究的專家之一，他同樣認(rèn)為，“去電源化”其實(shí)是一個(gè)偽命題。
目前傳統(tǒng)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。
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、無變壓器電感的直流驅(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，無需電解電容器、變壓器電感，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。
業(yè)內(nèi)所說的“去電源化”，準(zhǔn)確來說應(yīng)該叫光電引擎，還有一種說法叫線性驅(qū)動(dòng)IC，其實(shí)還是有恒流驅(qū)動(dòng)電源，只是將恒流驅(qū)動(dòng)電源集成在HVLEDs光源板上,去掉了單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電源模組，是一種技術(shù)上的整合。
能否“去電源化”
“三無”產(chǎn)品從誕生之初就備受詬病，“去電源化”作為“三無”產(chǎn)品中發(fā)展相對成熟的一個(gè)，雖然其對于生產(chǎn)成本的降低得到了驗(yàn)證，但也由此引發(fā)了行業(yè)關(guān)于其安全性、穩(wěn)定性(電源效率低、電源線性調(diào)整率高、線電壓波動(dòng)易閃爍(壓閃)、100Hz頻閃)方面的擔(dān)憂，而且使用環(huán)境受限較多也成為其軟肋。
顏重光教授認(rèn)為，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)?；旌想娐沸酒?，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。
頻閃問題被視為“去電源化”產(chǎn)品最大的難題，因?yàn)楦邏壕€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。陳亨由表示，在頻閃方面，去電源化的物理極限是無法避免的，目前必須要加上一個(gè)電容。一方面，采用很小的電容，小到1μF，如貼片電容;另一方面，其讓電容在很短時(shí)間內(nèi)工作，因此它的壽命可以很長。此外，陳亨由還告訴阿拉丁新聞?dòng)浾撸瑐鹘y(tǒng)電源的電容如果失效，將面臨死燈，而去電源化、去頻閃方案的電容失效時(shí)，不會導(dǎo)致整燈失效。
針對頻閃問題，顏重光教授分析道：“面對頻閃問題，我們需要制定LED照明燈的頻閃評估共識，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。縱然如此，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。”[NT:PAGE]
而廖玉柱認(rèn)為，“去電源化”所采用的高壓燈珠，其弊端是明顯的。首先它的光效較低，違背LED節(jié)能的宗旨。二是采用高壓燈珠必定是非隔離的結(jié)構(gòu)，對產(chǎn)品的恒流效果及安全絕緣、抗雷擊干擾來說，都是一大問題。光電引擎所標(biāo)榜的成本優(yōu)勢并未能得到很好的體現(xiàn)，因?yàn)槟壳肮庠搭惖那蚺莺蜔艄芏际遣捎梅歉綦x開關(guān)恒流IC來做，這種IC方案做出來的產(chǎn)品的總體成本和性價(jià)比并不比光電引擎差。
“如果這種技術(shù)沒有根本上的突破，做出來的產(chǎn)品的效果和成本反而比用恒流驅(qū)動(dòng)的性價(jià)比要差很多。”廖玉柱直言，像室外燈具如路燈類的產(chǎn)品還是采用外置的隔離恒流驅(qū)動(dòng)為主，因?yàn)檫@類燈具用電環(huán)境比較惡劣，對安全、雷擊和抗干擾要求非常高，而光電引擎現(xiàn)有的技術(shù)無法滿足且可靠性也會大大下降。即使它的技術(shù)成熟了，性價(jià)比也更高了，也是只有小份市場如光源產(chǎn)品上，因?yàn)樗母窘Y(jié)構(gòu)決定了其無法替代大市場的電源驅(qū)動(dòng)需求。
但顏重光教授對此看法不一，他表示目前光電引擎已經(jīng)廣泛應(yīng)用在LED球泡燈、筒燈、天花燈等光源，T8、T5燈管，工礦燈、路燈、隧道燈、投光燈等燈具中。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，光電引擎的應(yīng)用范圍正在逐步擴(kuò)大。
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。
為何“去電源化”
所謂存在即合理，在LED技術(shù)發(fā)展的歷程中必然會誕生一些我們尚未認(rèn)知的新事物，“去電源化”的誕生，除了一些企業(yè)為了營造營銷噱頭而做的大肆宣傳之外，其初衷則是為了降低LED的生產(chǎn)成本。因?yàn)殡S著芯片技術(shù)的進(jìn)步，LED光效也不斷攀升，想要繼續(xù)降低成本，必須從更多層面進(jìn)行研發(fā)。而電源作為LED的心臟，其在整體成本中占有相當(dāng)大的比例，企業(yè)在驅(qū)動(dòng)電源上做一些文章，以期降低LED的總體成本。
“以燈管為例，去電源化方案可以使驅(qū)動(dòng)的成本下降五成左右。”深圳市晟碟綠色集成科技有限公司總經(jīng)理陳亨由還指出，去電源化線性驅(qū)動(dòng)IC更利于LED產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的智能調(diào)光。晟碟集成率先將數(shù)據(jù)與模擬結(jié)合在一起，達(dá)到精準(zhǔn)調(diào)光。若單單是模擬傳統(tǒng)AC/DC驅(qū)動(dòng)，需要付出相對高的代價(jià)才能實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光。
任何新產(chǎn)品都會給我們企業(yè)家?guī)硇率袌?、新的利潤增長，都會給我們?nèi)祟悗硇麦w驗(yàn)，享受科技進(jìn)步的快樂。光電引擎技術(shù)的興起和普及，又會對傳統(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);
其次，對于下游廠商來說，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。
“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。”面對業(yè)內(nèi)對于“去電源化”的諸多質(zhì)疑，顏重光教授依然對其前景充滿信心。
卡博司通照明有限公司總經(jīng)理劉益全亦表示，LED照明產(chǎn)品去電源化必然是一種發(fā)展趨勢，LED產(chǎn)品只有省去電源才能夠擠壓出更多的空間，讓LED企業(yè)去暢想構(gòu)制出更加多樣化的LED娛樂化產(chǎn)品。這就要求未來三年LED行業(yè)研發(fā)重點(diǎn)要放在芯片與散熱外殼上，只有足夠好的芯片加上足夠散熱的外殼才能使LED產(chǎn)品完美去電源化。
阿拉丁新聞中心專題：從有到無 揭秘LED的“三無”產(chǎn)品
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