第四屆LED技術(shù)研討會分析：LED 5W小時壽命有望技術(shù)突破

【導(dǎo)讀】日前由資訊在深圳舉行的第四屆LED通用照明驅(qū)動技術(shù)研討會上，兩天的活動受到了眾多來自珠三角地區(qū)工程師們的關(guān)注，其中還有不少工程師是來自佛山、中山、廣州和惠州的LED制造企業(yè)。

摘要：  日前由資訊在深圳舉行的第四屆LED通用照明驅(qū)動技術(shù)研討會上，兩天的活動受到了眾多來自珠三角地區(qū)工程師們的關(guān)注，其中還有不少工程師是來自佛山、中山、廣州和惠州的LED制造企業(yè)。

關(guān)鍵字：  資訊，  LED通用照明驅(qū)動技，  歐洲出口市場，  光衰

日前由資訊在深圳舉行的第四屆LED通用照明驅(qū)動技術(shù)研討會上，兩天的活動受到了眾多來自珠三角地區(qū)工程師們的關(guān)注，其中還有不少工程師是來自佛山、中山、廣州和惠州的LED制造企業(yè)。

深圳LED產(chǎn)業(yè)波動不影響產(chǎn)業(yè)光明前景

雖然在深圳出現(xiàn)LED知名企業(yè)跑路的消息，同時也有分析師提出LED產(chǎn)能有些過剩，但這些消息依然沒有影響工程師們對LED照明技術(shù)的關(guān)注。聚積科技的照明產(chǎn)品總監(jiān)俞仲威認(rèn)為，2010至2011年MOCVDS取得了爆發(fā)式的成長，LED背光已經(jīng)穩(wěn)定成熟，接下來就是LED照明取得急速成長的時機。“LED照明市場將由2009年的10億美元成長為2014年的80億美元，年復(fù)合增長率高達(dá)52%。而LED置換市場，年復(fù)合成長率更是要高達(dá)92%?！?/P>

第四屆LED通用照明驅(qū)動技術(shù)研討會吸引了滿堂的工程師

現(xiàn)場一位來自東莞的LED照明工程師對筆者表示，他們現(xiàn)在做歐洲出口市場，主要是裝飾照明，在酒店和家庭都有用到。“這些裝飾用LED照明燈，每個燈具中不同功率的LED顆粒都有用過，電源設(shè)計也較為復(fù)雜?，F(xiàn)在的金融危機對我們并沒有什么影響?！贝_實像美國和歐洲這樣的市場，雖然政府可能沒有錢，但普通家庭的收入并沒有受太大影響，這類“高價格”的LED照明的市場，歐美市場遠(yuǎn)比國內(nèi)起來得早。

LED照明電源技術(shù)演進(jìn)快，國內(nèi)外企業(yè)同臺競爭

在第一天的活動中主要是眾LED驅(qū)動芯片廠商介紹了LED照明驅(qū)動電路的發(fā)展趨勢和新的解決方案。上海晶豐明源半導(dǎo)體公司市場總監(jiān)顏重光高工表示，隨著溫度的升高，由于LED的伏安特性會左漂，輸出電源隨之增大，導(dǎo)致LED光源電流超過額定值而引起光衰。上電過沖因為開關(guān)而頻繁對LED光珠的損害導(dǎo)致早期光衰。

上海晶豐明源半導(dǎo)體公司市場總監(jiān)顏重光高工在做演講

顏重光向大家介紹了LED照明驅(qū)動電源技術(shù)的新發(fā)展方向，主要是要優(yōu)化芯片算法使LED輸出電流精度對外轉(zhuǎn)的變壓器、電感器的電感量等參數(shù)不敏感，降低電感器和變壓器和制造成本。芯片外圍控制電路的不斷簡化，LED照明盯具全面采用原邊控制技術(shù)(PSR);高性能線性驅(qū)動芯片開始出現(xiàn)。

目前LED的三種光源

“目前LED照明燈具的驅(qū)動電源對變壓器、電感參數(shù)的要求十分高，為求精準(zhǔn)需花費大量的人力和財力才能實現(xiàn)，工業(yè)化生產(chǎn)成本很難進(jìn)一步下降。通過對LED 驅(qū)動恒流源芯片設(shè)計技術(shù)的創(chuàng)新和突破，新的解決方案可以在LED燈具驅(qū)動電源實際應(yīng)用時，輸出電流對變壓器和電感的電感量和LED的VF等參數(shù)不太敏感。創(chuàng)新技術(shù)的關(guān)鍵是優(yōu)化芯片算法。”

散熱處理是LED照明的另一個重大挑戰(zhàn)。俞仲威以MR16杯燈為例解釋了熱失控的問題?！癕R16杯燈直流驅(qū)動模塊的控制器或功率管常莫名燒毀，肖特基二極管逆向電流在高溫下會急速上升，而此電流并未流經(jīng)檢流電阻，因此控制器無法偵知。聚積科技全新系統(tǒng)DC/DC轉(zhuǎn)換器均內(nèi)建智能型偵測電路，可全時偵測肖特基二極管漏電流的發(fā)生。”

俞仲威：聚積科技全新系統(tǒng)DC/DC轉(zhuǎn)換器均內(nèi)建智能型偵測電

如何實現(xiàn)電源的高效率也是LED燈照明另一個關(guān)鍵的挑戰(zhàn)。國際標(biāo)準(zhǔn)對輸入電流整形提出　了嚴(yán)格要求，低功率的LED可以不需要采用PFC ，EN61000-3-2將限值設(shè)定為5W以上，商業(yè)照明的功率因素限值為0.9，家用照明的功率因數(shù)限值為0.7。

Power Integrations高級應(yīng)用主管郭春明認(rèn)為，如果是做出口LED燈的廠商，則最好是全部做到0.9以上。由于目前LED照明中會有80%的電能會轉(zhuǎn)化成為熱能，提升電源照明效率同時就有利于改進(jìn)燈具的散熱，燈具內(nèi)極小的空間限制了高效率轉(zhuǎn)換器無法裝入。他認(rèn)為為LED照明設(shè)計出高性能轉(zhuǎn)換器是可行的，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇不能僅由效率決定，還必須考慮輸入電壓、輸出電壓和輸出功率等因素。任何功率水平的最佳轉(zhuǎn)換效率都必須采用一種專門優(yōu)化的方法。

郭春明：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇不能僅由效率決定，還必須考慮輸入電壓、輸出電壓和輸出功率等因素

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

PI在75W的單級隔離反激式拓?fù)涞男士沙^92%

MPS市場總監(jiān)董曉鵬向工程師們介紹了全系列的直流輸入和交流輸入的LED驅(qū)動方案，包括所有12V/24V電池供應(yīng)應(yīng)用、交流輸入的各種應(yīng)用場合。

在如果解決電容對LED燈的使用壽命的瓶頸這個問題上，深圳市長運通光電有限公司公司推出的云電源化技術(shù)-球泡燈走在所有同行的技術(shù)前列。公司技術(shù)總監(jiān)文茂強介紹，與所有做LED電源驅(qū)動IC的大廠商不一樣，長運通走的是一條提供完整解決方案的思路?！伴L運通至力于提供整體的LED照明產(chǎn)品的解決方案?！盵!--empirenews.page--]

長運通對三種LED電源做出的對比分析

文茂強認(rèn)為，現(xiàn)今階段質(zhì)疑LED的使用壽命的人少了，但對電源的質(zhì)疑依然存在。未來LED發(fā)光芯片光效的進(jìn)一步提高，封裝方式的改進(jìn)和成本的進(jìn)一步降低。“LED燈會采用鋁質(zhì)外殼，成本下降至1美元以內(nèi)?！?/P>

文茂強：長運通至力于提供整體的LED照明產(chǎn)品的解決方案

他介紹，去電源化設(shè)計球泡燈模組采用HV-LED封裝，不需要變壓器等元件的驅(qū)動方式，內(nèi)置恒流技術(shù)，這簡化了驅(qū)動電路。長運通推出的CYT7212模組采用了COB集成封裝，驅(qū)動電路是高壓恒流驅(qū)動，可耐600V高壓。球泡燈還是面光源，無暗區(qū)。最為難得的是，這是無電解電容的和變壓器的設(shè)計，可大大真正延長LED燈的使用壽命。驅(qū)動線路板體積小，便于燈具外殼的設(shè)計。

美芯晟的MT7920獲得電子工程專輯的“本土25大熱門IC產(chǎn)品之一”，今年還推出了MT7930驅(qū)動IC。美芯晟高級產(chǎn)品工程師程寶洪博士介紹，MT7930是一顆離線，單級，高PFC、低功耗LED驅(qū)動芯片。“MT7930是一顆新的AC-DC LED驅(qū)動芯片，它采用了美芯晟的初級端感應(yīng)恒流控制模式的專利技術(shù)，輸入電壓在85V-265V之間。電大驅(qū)動能力可達(dá)50W，支持高PFC達(dá)0.9以上。初級端感應(yīng)技術(shù)無需光耦，外圍元件少，LED電流僅由內(nèi)部參考電平及外部感到感應(yīng)電阻決定，可支持無電解電容方案?！?/P>

程寶洪博士：MT7920今年獲得電子工程專輯的本土“25大熱門IC產(chǎn)品之一”大獎

美芯晟推出MT7930的20W日光燈方案

華潤矽威作為一家本土IC設(shè)計公司推出的多種LED驅(qū)動方案方案受到了工程師們的關(guān)注。公司系統(tǒng)應(yīng)用總監(jiān)譚漢生說，華潤矽威是借助國企的資金和美國歸來團隊的核心模擬設(shè)計能力創(chuàng)立而成的公司。目前公司已經(jīng)有AC/DC原邊控制隔離性方案(PT4204/PT4203/PT4213/PT4215)、原邊控制帶PFC功能的LED驅(qū)動方案(PT4208)和副邊控制隔離性(PT4201)和非隔離性驅(qū)動方案(PT4207/PT4107)，以及DC/DC驅(qū)動方案(PT4115/PT4205)。

譚漢生在接受現(xiàn)場工程師們的提問，不少問題是關(guān)于LED驅(qū)動芯片可以互相替代方面的

同樣另一家知名本土電源廠商昂寶電子也介紹了其全系列LED照明解決方案。昂寶市場副總裁黎波認(rèn)為，小功率燈杯驅(qū)動設(shè)計的要求是零件少、成本低、輸出電流精度要高。“OB3390的特點是采用無電解小輸出電容時也需要做到啟動時輸出電路無過沖。原邊反饋(PSR)架構(gòu)，驅(qū)動外置晶體管方案，系統(tǒng)BOM成本最低只要19個零件，具有LED短路及開路保護功能?！睋?jù)悉，OB3391的1W~2W燈杯解決方案更是將BOM降至17個零件，成本相當(dāng)?shù)汀?/P>

黎波：小功率燈杯驅(qū)動設(shè)計的要求是零件少、成本低、輸出電流精度要高

黎波表示，LED平面照明和LED路燈除了要求高PFC值外(大于　0.9)，還要求低輸出紋波，以降低因LED電流紋波造成的人眼球視頻疲勞以及在有CCTV監(jiān)控場合下解決監(jiān)控錄像畫面閃爍問題。要求有PWM或DC調(diào)光的要求，可智慧調(diào)光且要求低待機功耗。昂寶的反激PFC架構(gòu)在視頻拍攝環(huán)境中的應(yīng)用有SN03A/P+OB3380系列(小于60W)和OB6663+OB3380系列(大功率)。

昂寶的120W路燈方案介紹

LED照明壽命長短電源中的電容是關(guān)鍵

第二天的研討會主要以LED驅(qū)動電路中的電容設(shè)計和電源測量技術(shù)主題為主，電容設(shè)計的爭論點依舊是如何解決鋁電解電容壽命與LED壽命不匹配問題以及無鋁電解電容方案。

最關(guān)鍵的就是在高溫條件下，LED的長壽命與電解電容器的相對短壽命的沖突，一般的電解電容器很難達(dá)到105℃1萬小時的壽命。

無電解電容器的應(yīng)用研究方興未艾。但是始終避免不了的問題是：平滑電源側(cè)整流輸出電壓需要足夠的電容量，而采用薄膜電容器會明顯增加成本，增加體積，不得已而選擇低電容量，這又會使得整流輸出電壓及紋波電壓變大，特別是像某著名IC廠家的產(chǎn)品，當(dāng)電容量低于1μF/W就會在變換器輸出產(chǎn)生比較高幅值的紋波電壓，會使得LED閃爍。

輸出整流濾波電容器的電容量選擇過低可能會產(chǎn)生反激式變換器的自激，因此不希望輸出整流濾波電容器過低的電容量，但是非鋁電解電容器的價格又太高。

我們知道LED驅(qū)動電源工作環(huán)境苛刻，溫度較高，現(xiàn)有的鋁電解電容很難在這種高溫條件下保持長壽命，正因為短期很難解決鋁電解電容的壽命問題，所以無電解電容的應(yīng)用研究方興未艾。上海永銘電子總工程師在其關(guān)于鋁電解電容方案的發(fā)言中提到，相對而言低壓電解電容器獲得105℃1萬小時的壽命要比105℃1萬小時壽命的高壓電解電容器難得多。最主要的原因是長壽命、高紋波、小體積的低壓電解電容器需要極低的ESR，而極低的ESR需要大幅度提高電解液的導(dǎo)電率，而大幅度提高電解液電導(dǎo)率的最簡單的辦法就是提高電解液的含水量。所帶來的問題就是水合反應(yīng)的過早出現(xiàn)而導(dǎo)致電解電容器的早期失效。從成本和壽命綜合考慮，如果能做出長壽命電解電容器，使得電解電容器的壽命與LED壽命基本相同，電解電容器這塊LED驅(qū)動中短板就可以很好的解決。

永銘推出LKF(105℃)、LKG (105℃) 、LKL (125℃、無水電解液)系列高、低壓LED專用長壽命電解電容器。公司基于在照明專用的鋁電解電容器方面取得的19項專利、在產(chǎn)品小型化、耐高溫、長壽命方面長期的研究。經(jīng)過試驗驗證，國產(chǎn)永銘電解電容特性完全滿足LED電源的壽命要求，可以完全替代進(jìn)口電解電容。[!--empirenews.page--]

Murata的演講嘉賓黃國發(fā)也提及Murata的無電解電容方案，主打“長壽命”，為解決容量問題，可實現(xiàn)多個層疊。我想價格相對同容量鋁電解電容要貴，所以到底采用何種電解電容的方案，業(yè)內(nèi)暫時還沒有定論，各有一方支持者，這是體積，成本與壽命之間的較量，誰先有突破，誰就可能把握主動權(quán)。

關(guān)于LED電源測試儀器，泰克和Lecroy公司都帶來了公司最新的測試儀器解決方案，有效幫助解決LED測試中如何精確測量小幅度電壓紋波、如何準(zhǔn)確測量快速變化的電壓信號并保證測量精度、如何在共模干擾很大的情況下更加準(zhǔn)備的測量出小信號差分信號等難點問題。

現(xiàn)場1

整體而言，觀眾對這次LED研討會的熱情挺高，會中不斷有人提出犀利問題，還有幾個女工程師也踴躍提問，雖言LED普及尚早，但LED照明步伐越來越快了。

現(xiàn)場2