關(guān)鍵觀點(diǎn)：
- LED照明大規(guī)模應(yīng)用的真正瓶頸就在于驅(qū)動(dòng)電源
- LED照明應(yīng)用對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的需求各有不同
隨著LED光效的不斷增高及成本的降低，LED照明日益成為白熾燈和熒光燈的完美替代品。不過，由于LED照明系統(tǒng)較為復(fù)雜；跨越光學(xué)、電和熱等領(lǐng)
域，因此，在進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)電源壽命不匹配及可靠性不足等問題，導(dǎo)致LED優(yōu)勢(shì)無法發(fā)揮。簡(jiǎn)而言之，LED照明(特別是LED路燈)大規(guī)模應(yīng)用的真正瓶頸就在于驅(qū)動(dòng)電源。
Power Integrations公司(簡(jiǎn)稱PI)LED產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Andrew Smith表示：“正如早期的緊湊型熒光燈(CFL)技術(shù)因初始質(zhì)量低下而遭遇需求下降一樣，LED路燈照明的可靠性也受到了質(zhì)疑。大量的過早故障迫使各地方當(dāng)局和其他客戶重新考慮LED的技術(shù)方法。待質(zhì)量問題解決后，LED室外照明的主要優(yōu)勢(shì)將會(huì)再次推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展。”
由于LED驅(qū)動(dòng)需和LED芯片及模塊協(xié)調(diào)系統(tǒng)工作，也必需考慮LED模塊的光電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此LED照明應(yīng)用對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的需求各有不同。不過，整體而言，LED照明對(duì)于驅(qū)動(dòng)電源的要求不外乎高效率、高可靠性，以及對(duì)調(diào)光與非調(diào)光應(yīng)用的兼容性等。其中，所謂高可靠性包括與LED光源相匹配的長(zhǎng)壽命、寬的電網(wǎng)適應(yīng)及自我保護(hù)性能，以及寬的工作溫度適應(yīng)性(-40度至65度，甚至-55度至85度）。尤其是LED路燈主要用于室外環(huán)境，要長(zhǎng)年經(jīng)受風(fēng)吹雨淋、雷鳴電閃的惡劣環(huán)境；在中國(guó)南方，外界氣溫部分時(shí)間可能高達(dá)40℃~50℃；而在寒冷的北方，外界氣溫部分時(shí)間則可能低到-20℃~-30℃。因此LED路燈電源的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)就更加要注意質(zhì)量問題。
“大部分路燈故障都可歸因于電源故障，路燈面臨著特殊的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，大部分挑戰(zhàn)在傳統(tǒng)電源應(yīng)用中是不存在的。極高環(huán)境溫度的嚴(yán)酷條件（導(dǎo)致電路板溫度超過100℃），加上電源與負(fù)載(LED)的緊密相鄰，使得標(biāo)準(zhǔn)的適配器技術(shù)根本無法湊效。此外，電信轉(zhuǎn)換器所采用的用來對(duì)付高環(huán)境溫度的高效率方法，在路燈應(yīng)用中僅部分有效。”Andrew Smith表示：“長(zhǎng)壽命、高環(huán)境溫度電源需要采用特殊的設(shè)計(jì)技術(shù)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，才能使電源在嚴(yán)酷環(huán)境下正常工作。路燈制造商經(jīng)常無法準(zhǔn)確確定電源的適用性，錯(cuò)誤的技術(shù)選擇最后會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)過早故障。” 他指出，目前許多用于室外照明的電源都依賴大型鋁電解電容，然而對(duì)于要在嚴(yán)酷環(huán)境中工作的電源的功率轉(zhuǎn)換電路來說，此類電容的效果并不好。PI極具成本效益的技術(shù)無需電解電容或其他短壽命元件(如光耦)，從而大幅提升外部照明方案的可靠性。
Andrew Smith強(qiáng)調(diào)：“PI的控制IC能幫助電源設(shè)計(jì)師完成模塊化設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)LED并聯(lián)燈串，以90%以上的效率進(jìn)行工作，而無需鋁電解電容。此外，PI還提供高度集成的、高頻率的諧振變換器方案，通過將電源在輕載時(shí)的效率提升到92%以上來減輕對(duì)電源的應(yīng)力。”
高效節(jié)能方面，根據(jù)美國(guó)能源局(DOE)于2009年12月3日針對(duì)一體化LED燈項(xiàng)目所發(fā)布‘能源之星’規(guī)格最終版，規(guī)定LED驅(qū)動(dòng)器的功率因子必須優(yōu)于0.7，而工業(yè)應(yīng)用則要優(yōu)于0.9。此外，在目前LED產(chǎn)品無全面標(biāo)準(zhǔn)情況下，LED必須滿足電氣強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，特別是EMC的GB17743對(duì)應(yīng)IEC6100，電流諧波THD的GB17625.1-2003對(duì)應(yīng)IEC61000-3-2:2001，這要求電源要有良好的EMC、PFC/THD。
