鉅大LARGE | 點擊量：1715次 | 2019年12月30日
LED驅(qū)動電源產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景分析
面臨的問題
LED照明燈具有巨大節(jié)能作用，將會取代傳統(tǒng)光源，從而引發(fā)人類照明史上的第四次革命，極大地改善人類的生存環(huán)境，緩解全球日益嚴峻的能源危機，在LED大放異彩的同時，LED驅(qū)動電源則是LED產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的保障，LED電源的品質(zhì)直接制約了LED產(chǎn)品應(yīng)用的可靠性，因此，在LED產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，LED驅(qū)動電源的發(fā)展和成熟也至關(guān)重要。
由于LED是特性敏感的半導(dǎo)體器件，又具有負溫度特性，因而在應(yīng)用過程中需要對其進行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護，從而產(chǎn)生了驅(qū)動的概念。LED器件對驅(qū)動電源的要求近乎于苛刻，LED不像普通的白熾燈泡，可以直接連接220V的交流市電。LED是2～3伏的低電壓驅(qū)動，必須要設(shè)計復(fù)雜的變換電路，不同用途的LED燈，要配備不同的電源適配器。國際市場上國外客戶對LED驅(qū)動電源的效率轉(zhuǎn)換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高，設(shè)計一款好的電源必須要綜合考慮這些因數(shù)，因為電源在整個燈具中的作用就好比像人的心臟一樣重要。2009年，雖然金融危機對世界經(jīng)濟的影響很大，但是歐美等國際市場對大功率LED電源的需求量還是很大，相應(yīng)的高端LED產(chǎn)品的出口量受金融危機影響較小。2008年中國LED應(yīng)用產(chǎn)品產(chǎn)值已超過450億元RMB，LED示范應(yīng)用路燈、LED全彩顯示屏顯示器件、太陽能LED、景觀照明、消費類電子背光、信號、指示等應(yīng)用仍然是主要應(yīng)用領(lǐng)域。但是在市場一片繁榮的背景下，LED產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，對驅(qū)動電源的要求混亂，市場上LED產(chǎn)品如火如荼的發(fā)展態(tài)勢下，就LED驅(qū)動電源企業(yè)而言，面臨幾個挑戰(zhàn)。首先是驅(qū)動電路整體壽命，尤其是關(guān)鍵器件如電容在高溫下的壽命直接影響到電源的壽命。其次是LED驅(qū)動器應(yīng)挑戰(zhàn)更高的轉(zhuǎn)換效率，尤其是在驅(qū)動大功率LED時更是如此，因為所有未作為光輸出的功率都作為熱量耗散，電源轉(zhuǎn)換效率的過低，影響了LED節(jié)能效果的發(fā)揮。第三，以大調(diào)光比高效率地對LED調(diào)光，同時能夠保證在高和低亮度時顏色特性恒定。同時要降低成本，在功率較小(1～5W)的應(yīng)用場合，恒流驅(qū)動電源成本所占的比重已經(jīng)接近1/3，已經(jīng)接近了光源的成本，一定程度上影響了市場推廣。
發(fā)展的趨勢
中國LED產(chǎn)業(yè)起步于20世紀70年代。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
經(jīng)過30多年的發(fā)展，中國LED產(chǎn)業(yè)已初步形成了包括LED外延片的生產(chǎn)、LED芯片的制備、LED芯片的封裝，LED電源以及LED產(chǎn)品應(yīng)用在內(nèi)的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
在“國家半導(dǎo)體照明工程”的推動下，形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚州和石家莊七個國家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地。
長三角、珠三角、閩三角以及北方地區(qū)則成為中國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的聚集地。
中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展向好，外延芯片企業(yè)的發(fā)展尤其迅速、封裝企業(yè)規(guī)模繼續(xù)保持較快增長、照明應(yīng)用取得較大進展。
2007年中國LED應(yīng)用產(chǎn)品產(chǎn)值已超過300億元，已成為LED全彩顯示屏、太陽能LED、景觀照明等應(yīng)用產(chǎn)品世界最大的生產(chǎn)和出口國，新興的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)正在形成。
國內(nèi)在照明領(lǐng)域已經(jīng)形成一定特色，其中戶外照明發(fā)展最快，已有上百家LED路燈企業(yè)并建設(shè)了幾十條示范道路，但國內(nèi)在大尺寸LCD背光和汽車前照燈方面仍顯落后。
2008年北京奧運會對LED照明的集中展示讓人們對LED有了全新的認識，有力推動了中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
當(dāng)前中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)大而不強，核心競爭力仍有待于進一步提升。
對國內(nèi)企業(yè)而言，壯大規(guī)模、提高產(chǎn)品質(zhì)量與技術(shù)水平是首要任務(wù)，或逐步通過研發(fā)突破核心專利。
LED由于環(huán)保、壽命長、光電效率高等眾多優(yōu)點，近年來在各行業(yè)應(yīng)用得以快速發(fā)展，LED的驅(qū)動電源成了關(guān)注熱點，理論上，LED的使用壽命在10萬小時以上，但在實際應(yīng)用過程中，由于驅(qū)動電源的設(shè)計及驅(qū)動方式選擇不當(dāng)，使LED極易損壞。
當(dāng)前很多廠家生產(chǎn)的LED燈類產(chǎn)品(比如護欄、燈杯、投射燈)，采用阻、容降壓，然后加上一個穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，向LED供電，這樣驅(qū)動LED的方式存在極大缺陷，首先是效率低，在降壓電阻上消耗大量電能，甚至有可能超過LED所消耗的電能，且無法提供大電流驅(qū)動，因為電流越大，消耗在降壓電阻上的電能就越大，所以很多產(chǎn)品的LED不敢采用并聯(lián)方式，均采用串聯(lián)方式降低電流。其次是穩(wěn)定電壓的能力極差，無法保證通過LED電流不超過其正常工作要求，設(shè)計產(chǎn)品時都會采用降低LED兩端電壓來供電驅(qū)動，這樣是以降低LED亮度為代價的。采用阻、容降壓方式驅(qū)動LED，LED的亮度不能穩(wěn)定，當(dāng)供電電源電壓低時，LED的亮度變暗，供電電源電壓高時，LED的亮度變亮些。
未來的方式是，先恒壓，再線性恒流整合方式。電壓保證在一定范圍內(nèi)適應(yīng)負載需要，按LED有不同的Vf值3～3.6V之間，可按LED實際數(shù)量乘于3V計算出最低值，再按3.6V電壓乘于數(shù)量計算出最大可能電壓值，最終確定電源部分需要調(diào)整的電壓范圍。再線性恒流源后端恒流，可以多路恒流源并聯(lián)使用，也可以單路多個恒流源增加電流使用。前端電壓源部分采樣檢測恒流源壓差，調(diào)整合適負載需求電壓，從而達到高效、靈活的驅(qū)動線路需求。恒流源需要低壓差線性恒流器件，線性恒流源有著很好的電流誤差，也會有很好的灰度表現(xiàn)。在小電流時可以有1～3V的壓差，在大電流方面必須要200～300mV低壓差，才會有較高的效率，那樣線性恒流源需要另外供電。其實每種驅(qū)動方式均有優(yōu)、缺點，根據(jù)LED產(chǎn)品的要求、應(yīng)用場合，合理選用LED驅(qū)動方式，精確設(shè)計驅(qū)動電源成為關(guān)鍵。
