现今LED照明电源散热是关键

2011-11-01 10:08:41 来源:大比特电子变压器网

摘要:  LED照明产品最关键的几个部分是散热、驱动电源、光源,散热显得尤为重要,散热效果直接影响到照明产品的寿命质量,而驱动电源本身的寿命及输出电流、电压的稳定性对产品的整体寿命质量也有很大影响,光源是整个产品的核心部分。

关键字:  LED,  电源,  照明

  LED照明产品最关键的几个部分是散热、驱动电源、光源,散热显得尤为重要,散热效果直接影响到照明产品的寿命质量,而驱动电源本身的寿命及输出电流、电压的稳定性对产品的整体寿命质量也有很大影响,光源是整个产品的核心部分。

  随着LED光效的不断增高及成本的降低,LED照明日益成为白炽灯和荧光灯的完美替代品。不过,由于LED照明系统较为复杂;跨越光学、电和热等领域,因此,在进行大规模应用时,常常会出现电源寿命不匹配及可靠性不足等问题,导致LED优势无法发挥。简而言之,LED照明(特别是LED路灯)大规模应用的真正瓶颈就在于驱动电源。由于LED驱动需和LED芯片及模块协调系统工作,也必需考虑LED模块的光电结构设计,因此LED照明应用对驱动电源的需求各有不同。不过,整体而言,LED照明对于驱动电源的要求不外乎高效率、高可靠性,以及对调光与非调光应用的兼容性等。其中,所谓高可靠性包括与LED光源相匹配的长寿命、宽的电网适应及自我保护性能,以及宽的工作温度适应性(-40度至65度,甚至-55度至85度)。尤其是LED路灯主要用于室外环境,要长年经受风吹雨淋、雷鸣电闪的恶劣环境;在中国南方,外界气温部分时间可能高达40℃~50℃;而在寒冷的北方,外界气温部分时间则可能低到-20℃~-30℃。因此LED路灯电源的设计和制造技术就更加要注意质量问题。

  LED电源制造商UE公司的区域经理吕新表示,产品的质量要从设计就开始考虑,LED路灯电源的可靠性主要受温度的影响,过高的温度使得电源内部电解电容的寿命降低,从而使电源很快失效。可以说,电解电容是制约LED电源寿命的瓶颈。LED芯片和电源装在一起,一般空间狭小,散热较差,LED芯片和电源都是发热体,使得环境温度较高。因此,可以通过改善LED路灯系统的散热条件、提高LED的发光效率和提高电源的效率来降低环境温度,从而延长电解电容的寿命。

  “大部分路灯故障都可归因于电源故障,路灯面临着特殊的设计挑战,大部分挑战在传统电源应用中是不存在的。极高环境温度的严酷条件(导致电路板温度超过100℃),加上电源与负载(LED)的紧密相邻,使得标准的适配器技术根本无法凑效。此外,电信转换器所采用的用来对付高环境温度的高效率方法,在路灯应用中仅部分有效。”Power Integrations公司(简称PI)LED产品市场经理Andrew Smith表示:“长寿命、高环境温度电源需要采用特殊的设计技术和拓扑结构,才能使电源在严酷环境下正常工作。路灯制造商经常无法准确确定电源的适用性,错误的技术选择最后会导致系统过早故障。”

  高效节能方面,根据美国能源局(DOE)于2009年12月3日针对一体化LED灯项目所发布‘能源之星’规格最终版,规定LED驱动器的功率因子必须优于0.7,而工业应用则要优于0.9。此外,在目前LED产品无全面标准情况下,LED必须满足电气强制标准,特别是EMC的GB17743对应IEC6100,电流谐波THD的GB17625.1-2003对应IEC61000-3-2:2001,这要求电源要有良好的EMC、PFC/THD。

  目前为全球电源供应器市占第五大的全汉表示,商用照明成长强劲,其中又以日本的照明需求起飞最为明显,也让布局已久的日本市场进入收割期,LED产品出货量大幅攀升,挹注今年前三季的业绩大幅超越去年水准;全汉认为,LED照明将成为明年营运的成长重点。全汉今年前三季盈余4.54亿元、每股盈余1.99元,其中,第三季在LED商用照明、云端相关等需求同步成长下,带动单季获利达2.76亿元,一举超越上半年1.78亿元。全汉认为,去年LED业绩占全营收比重仅2%,预估今年将可达6%,随著明年日本地区禁用白炽灯泡,可望推升该业绩占比向上攀升。目前着重在日本地区的LED照明厂商,除了全汉,还有台达电、东林及光宝。东林表示,以往节能照明发展多半为欧、美地区,亚洲地区则是日本市场需求最为热络,在311地震后,其汰换速度更为明显。据了解,欧债事件导致当地景气不佳,然东林欧洲子公司单月营收仍达60万欧元,预估全年可达700万欧元营收规模。

  台湾飞宏科技(Phihong Technology)的日本法人——飞宏科技日本的可无线控制调光的LED照明电源系统。该系统组合使用了AC-DC转换电源电路和无线通信模块。无线通信模块采用无线LAN或“自主标准的无线”(使用2.4GHz频带)通信方式。该公司在展区内采用嵌入自主标准无线通信模块的电源系统,演示了直管型LED灯的打开、关闭及调光情况示。自主标准的无线通信模块,其传输频率为2.4G~2.483GHz。数据传输速度为50bit/秒(采用FSK或GFSK),传输距离为16m。调光用PWM频率为1kHz±50Hz。采用该模块的控制,有5阶调光(25%阶)、9阶调光(12.5%阶)以及5~100%的128阶调光可供选择。据称,能用一个遥控器控制多个LED照明器具。例如,可用一个遥控器控制同一楼层窗边的吸顶灯、内侧的吸顶灯以及仓库和办公室入口等处的照明。电源系统可支持的功率有15W、30W、55W以及110W四种。上市时间为,支持55W的电源系统预定在2011年内,15W产品和30W产品预定在2012年1月上市。110W产品正在开发中。

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