除了本钱还较高以外,今天LED照明仍无法进入大规模商业性使用的另一首要妨碍是,电源寿数不匹配及牢靠性缺乏。简而言之,LED照明(特别是LED路灯)大规模使用的真实瓶颈就在于驱动电源。
Power Integrations公司(简称PI)LED产品商场司理Andrew Smith表明:“正如前期的紧凑型荧光灯(CFL)技能因初始质量低下而遭受需求下降相同,LED路灯照明的牢靠性也受到了质疑。很多的过早毛病迫使各地方当局和其他客户重新考虑LED的技能办法。待质量问题处理后,LED室外照明的首要优势将会再次推进商场开展。”
尤其是LED路灯,因为首要用于室外环境,要常年饱尝恶劣环境;在我国南方,外界气温部分时刻或许高达40℃~50℃;而在冰冷的北方,外界气温部分时刻则或许低到-20℃~-30℃。因而LED路灯电源的规划和制作技能就愈加要注意质量问题。
“大部分路灯毛病都可归因于电源毛病,路灯面临着特别的规划应战,大部分应战在传统电源使用中是不存在的。极高环境温度的严格条件(导致电路板温度超越100℃),加上电源与负载(LED)的紧密相邻,使得规范的适配器技能底子无法凑效。此外,电信转化器所选用的用来抵挡高环境温度的高功率办法,在路灯使用中仅部分有用。”Andrew Smith表明:“长寿数、高环境温度电源需求选用特别的规划技能和拓扑结构,才能使电源在严格环境下正常作业。路灯制作商常常无法精确确认电源的适用性,过错的技能挑选最后会导致体系过早毛病。”
他指出,现在许多用于室外照明的电源都依靠大型铝电解电容,可是关于要在严格环境中作业的电源的功率转化电路来说,此类电容的作用并不好。PI极具本钱效益的技能无需电解电容或其他短寿数元件(如光耦),然后大幅进步外部照明计划的牢靠性。
LED路灯驱动电源规划门坎高
TI半导体事业部事务拓宽司理刘学超针对LED路灯的驱动电源需求指出,LED路灯是由光学、热学和电子学组成的杂乱体系,尽管LED自身的寿数较长,但假如LED驱动电路规划不妥,如选用了低质量的有源或无源器材,使全体驱动电路寿数无法与LED匹配,就会影响LED路灯质量及寿数。再者,LED的温度办理及散热也十分重要,一旦作业温度高于100℃,LED自身的牢靠性就会受到影响。当然,LED前期失效、拼装部分缺点及瞬态现象等要素,也导致LED偶然或许会失效,假如没有采纳恰当的分流维护措施,单颗LED的失效会导致整串LED不亮,影响全体路灯照明作用。
此外,在全体LED照明商场中,LED路灯是功率最高的使用,因而需求多个功率级和杂乱的拓朴,以满意功率因子校对(PFC)、全体谐波失真(THD)、85 PLUS的功率等规范和法规,以及多串LED电流稳定的要求。
美国动力局(DOE)于2009年12月3日针对一体化LED灯项目所发布的‘动力之星’规范最终版,也规则LED驱动器的功率因子有必要优于0.7,而工业使用则要优于0.9。此外,在现在LED产品无全面规范情况下,LED有必要满意电气强制规范,特别是EMC的GB17743对应IEC6100,电流谐波THD的GB17625.1-2003对应IEC61000-3-2:2001,这要求电源要有杰出的EMC、PFC/THD。
刘学超以为,要处理LED路灯的电路牢靠性问题,有必要从驱动拓扑结构进行改善,进步功率,削减元器材数量,别的也可进一步削减本钱。
Andrew Smith则主张对LED路灯驱动电源选用金/银/铜分级体系。例如,金级电源在严格环境下具有长使用寿数,能供给高功率(>90%),且具有高功率因数。为满意金级规范的评级要求,电源厂商有必要遵从杰出的工程经历(例如,消除功率转化电路中的电解电容)。银级和铜级别离适用于工业使用和消费类使用,它们契合这些细分商场的特有特色。
他指出:“对LED电源选用金/银/铜分级规范后,出产路灯的体系整合商就能够轻松、安全地挑选正确的技能,无需使自己成为电源专家。作为一家IC供货商,PI支撑采纳一项通用的LED评级规范。咱们正在与各LED制作商和政府机构进行触摸,以期在此项建议的需求和内容方面到达一致。”
深圳茂硕董事长顾永德则表明,因为LED照明现在还未大规模遍及使用,对LED驱动电源的需求量相对较小,而且尚无一致的国家规范,因而许多电源厂商的规划质量欠安,导致电源产品寿数较短,即便在使用条件杰出的环境中,一般电源厂家的电源寿数亦达不到1万小时;假如在夏天40度环境温度下,有许多厂家的电源寿数超不过4千小时。
寿数及温度规模为要害所在
顾永德指出,茂硕在规划时便将电源开机温度规范在-40℃到70℃,独有的PFC电路及内部屏蔽结构则能充沛处理并确保在任何恶劣环境下,电源都能正常开机。再者,经过长时刻对灌胶技能的研讨,从而调配出密封性最好、散热性最佳的灌封胶配比,使产品得以取得完好紧密的防水维护。茂硕的LED的驱动电源寿数长达5万小时。
针对现阶段的工业情况,顾永德指出许多灯具厂家多是在完结LED基板及结构规划后,才去考虑电源的问题,疏忽了电源冲击对LED芯片的影响,为灯具的光衰减留下隐忧。而关于许多中小电源厂商而言,它们不或许有实力为每批数量不大的灯具专门开发不同的电源,这就造成了灯具厂商找不到技能指标和尺度巨细均适宜的电源的普遍现象。
智能型驱动为开展趋势
顾永德并特别阐明智能型驱动电源的重要性,他指出现在商场使用于LED驱动电源办理、LED灯具的才智节能监控的处理计划可说很少,可是茂硕针对节能、环保、多功用、高牢靠和智能化办理等方针规划出照明时刻智能操控、DALI智能无极调光、PLC才智长途无极调光、PS485或DMX512智能长途无极调光、红外感应智能调光、0-10V模仿调光、室内可控硅调光等七大智能调光技能,可依据环境、时刻等的改变,由作业人员在操控室经过相关网络长途操控LED路灯开关、调光,还可反应电压或电流、情况查询、毛病报警等,既能够省去铺设专有线路的费事,还能够处理远距离传输的问题,十分合适用于LED路灯的长途操控与办理。
另一值得注意的我国LED驱动电源业者则是广州金升阳科技有限公司。该公司已针对LED路灯使用推出KC24W系列,此为引线式恒流大功率防水LED驱动电源产品,该系列的产品使用降压式电路结构,具有用率高、宽输入电压规模、高温度作业环境、功用齐全等特色,供给PWM 调光、模仿调光等长途关断功用。
代替灯管电源朝阻隔式开展
针对代替灯管所需的驱动电源,基本上脱机型为开展首要趋势,这首要是因为商场对安规日趋注重,因而阻隔驱动的需求日渐添加。脱机型LED电源商场首要分为高功率和低功率两个部分,大约以50W为分界线。其间,依据集成型LED的代替灯管大多选用简略、非绝缘型降压稳压器LED驱动电路,产品着重于选用最少的元器材数量和最低的本钱,但又有必要一起供给满足的流明/瓦数,以及高于0.7的功率因子,并具有规范的双向可控硅调光器调光的才能。
再者,高功率LED驱动器一般需求绝缘阻隔,以到达UL规范,这往往需求其功率因子大于0.9,并具有调光才能,而这种调光才能或许是经过根底调光器之外的其他办法完成的。别的还需求发生至少与荧光灯持平的流明/瓦,并具有更长的使用寿数。
LED驱动电源需求添加快速
LED驱动电源器是LED工业链开展的确保,也就是说LED电源的质量直接决议了LED产品的牢靠性,因而,在LED工业链逐步完善的今天,LED驱动电源的老练也至关重要。一盏LED路灯装备一台LED驱动电源,依据猜测,2013年我国LED驱动电源数量估计到达700万台以上,商场规模扩展至17.5亿。
可是,LED驱动电源不是传统电源,技能含量十分高。因为供给受制于技能水准,跟不上需求的开展,工业全体上处于求过于供的情况。现在LED驱动电源已成为「十城万盏」工程推行的瓶颈,也是限制LED照明工业开展的要害要素之一。
对LED灯具业者而言,LED驱动电源的本钱及使用寿数至关重要,其间的要害为选用高质量的元器材并操控出产质量,在确保高性能和牢靠性的前提下有必要尽或许地降低本钱。据了解,近来有很多小型公司纷繁进军LED驱动电源商场,商场价格因竞赛而不断下滑。如安在确保牢靠性和质量的一起,供给最低本钱的LED照明处理计划,成为业者需求面临的新应战。