1W~500W LED通用照明解決方案選擇要素

不管是大功率的還是小功率的LED照明應(yīng)用，一般都由電源、LED驅(qū)動(dòng)器、LED、透鏡和基板幾部分構(gòu)成，其中關(guān)鍵的元件是LED驅(qū)動(dòng)器，它必須提供一個(gè)恒流輸出才能保證LED發(fā)出的光不會(huì)忽明忽暗、以及不會(huì)發(fā)生LED色偏現(xiàn)象，它一般接受24V-48V的直流電壓輸入，但也有一些先進(jìn)的LED驅(qū)動(dòng)器可直接接受220V市電交流輸入。大多數(shù)客戶都要求采用高性能的LED驅(qū)動(dòng)器，以滿足“PF值>0.9”和“+85效率”等即將出臺(tái)的LED照明規(guī)范。

LED照明應(yīng)用的主要設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)包括以下幾個(gè)方面：散熱、高效率、低成本、調(diào)光無(wú)閃爍、大范圍調(diào)光、可靠性、安全性和消除色偏。這些挑戰(zhàn)需要綜合運(yùn)用適當(dāng)?shù)碾娫聪到y(tǒng)拓?fù)浼軜?gòu)、驅(qū)動(dòng)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和機(jī)械設(shè)計(jì)才能解決。

Diodes公司亞太區(qū)技術(shù)市場(chǎng)總監(jiān)梁后權(quán)指出：“對(duì)設(shè)計(jì)師來(lái)說，最大的技術(shù)挑戰(zhàn)將是高效率要求、光學(xué)設(shè)計(jì)、熱管理和提高某些應(yīng)用的可靠性，如高亮度LED街燈?！?/p>

“在LED照明系統(tǒng)的應(yīng)用中，除了選擇合適的LED產(chǎn)品，一個(gè)完整的LED照明設(shè)計(jì)還要包括光學(xué)設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和電氣驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。由于LED是低壓器件，因此將高壓交流供電轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED使用的低壓恒流驅(qū)動(dòng)將面臨許多挑戰(zhàn)。”安森美半導(dǎo)體中國(guó)區(qū)高級(jí)應(yīng)用經(jīng)理鄭宗前指出：“進(jìn)一步說，為了保證LED照明的優(yōu)勢(shì)，LED電氣驅(qū)動(dòng)必須是可靠的、高效率的、安全的和低成本的。因此，針對(duì)不同的LED照明的應(yīng)用，首先需要選擇正確的驅(qū)動(dòng)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?！卑采腊雽?dǎo)體現(xiàn)可以提供從1W到500W功率范圍內(nèi)的全部LED照明解決方案。

為了快速推動(dòng)LED照明市場(chǎng)的起飛，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司(NSC)最近瞄準(zhǔn)了一塊非常龐大的白熾燈直接替代市場(chǎng)，即用LED燈直接替代現(xiàn)有家庭或其他應(yīng)用市場(chǎng)中的白熾燈，并推出了一款針對(duì)該市場(chǎng)的直接市電輸入LED驅(qū)動(dòng)芯片LM3445。

不過，NSC亞太區(qū)電源管理產(chǎn)品市場(chǎng)營(yíng)銷經(jīng)理吳志民表示：“白熾燈已面世很多年，對(duì)于許多多年未改的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，我們的家居照明系統(tǒng)一直也在沿用，這個(gè)情況并非一朝一夕可以改變過來(lái)。例如，基于散熱及照明角度等問題，原有的舊式電燈插座或裝置并不適宜用來(lái)安裝LED燈泡。但除了技術(shù)問題之外，成本效益也是LED燈無(wú)法普及的最大原因。鎢絲燈泡及霓虹光管的售價(jià)約為US$0.6-0.7/Klm，但目前LED燈的售價(jià)仍然高達(dá)US$40-50/Klm?！?/p>

正如以上所說，由于LED燈必須能夠裝設(shè)在原有的舊式插座之內(nèi)，因此散熱是一個(gè)必須克服的大問題。但嚴(yán)格來(lái)說，這可以利用機(jī)械工程技術(shù)解決，LED系統(tǒng)生產(chǎn)商的責(zé)任是努力開發(fā)新技術(shù)，盡量提高LED的亮度(即每單位功率產(chǎn)生的流明量)。吳志民自信地說：“我們可以提供功效最高的LED驅(qū)動(dòng)器，以確?？蓪⒄麄€(gè)燈光系統(tǒng)的散熱量減至最少?！?/p>

LED的相對(duì)高成本是LED照明市場(chǎng)目前仍難以大規(guī)模起飛的主要障礙。例如，英飛凌科技有限公司電源管理業(yè)務(wù)部產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)Alexander Sommer就說：“大多數(shù)小于25W的典型LED照明應(yīng)用是標(biāo)志燈、標(biāo)識(shí)燈、以及替代標(biāo)準(zhǔn)的白熾燈和鹵素?zé)?。但與現(xiàn)有的熒光燈和白熾燈技術(shù)相比，LED初始成本仍然是進(jìn)入大眾市場(chǎng)的一個(gè)主要障礙。”

Cytech產(chǎn)品及設(shè)計(jì)部工程師徐瑞包也認(rèn)同主要商業(yè)化挑戰(zhàn)是成本。他說：“目前各種功率的LED照明系統(tǒng)在電路上都是可以實(shí)現(xiàn)的，技術(shù)挑戰(zhàn)來(lái)自于終端應(yīng)用的要求，比如應(yīng)用于汽車，要考慮到光學(xué)設(shè)計(jì)以及整體散熱設(shè)計(jì)等。商業(yè)化部署的挑戰(zhàn)則主要來(lái)自于LED成本?！?/p>