隨著科技的進(jìn)步，照明工具與方式不斷改變，用戶對(duì)于照明器具所呈現(xiàn)出來(lái)的照度,、均勻度,、演色性及能源效率等需求標(biāo)準(zhǔn)愈來(lái)愈高,，現(xiàn)階段而言，最受矚目的照明后起之秀當(dāng)非LED照明" title="LED照明" title="LED照明">LED照明">LED照明">LED照明莫屬。以電燈泡和熒光燈管替代、嵌燈,、街燈及停車燈、工作照明燈(臺(tái)燈,、櫥柜內(nèi)照明),、景觀照明、廣告牌文字電路,、建筑物照明等一般照明市場(chǎng)為例,，預(yù)計(jì)到2012年，LED照明市場(chǎng)規(guī)模將成長(zhǎng)至13.08億美元,，年復(fù)合成長(zhǎng)率高達(dá)17.4%,。因此，LED通用照明已成為熱門市場(chǎng),。

　　然而LED在照明市場(chǎng)應(yīng)用上仍存在某些問(wèn)題,，其中包括LED一致性,、壽命測(cè)試,，尤其是電源供應(yīng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)規(guī)格等問(wèn)題還有待解決等,。在LED驅(qū)動(dòng)" title="LED驅(qū)動(dòng)">LED驅(qū)動(dòng)電源方面的要求包括高效率、高功率因子,、高電流控制精度,、高可靠性、安全隔離,、符合EMI標(biāo)準(zhǔn),、體積小、成本低等,。值得注意的是,，最新的能源之星標(biāo)準(zhǔn)提出對(duì)于大于5W的LED照明產(chǎn)品，要求功率因子指標(biāo)(PFC)必須大于0.7,，如此才能進(jìn)一步達(dá)成節(jié)能的目的,。

　　電源輸入系統(tǒng)要求各有不同

　　分析LED燈具的成本結(jié)構(gòu)，散熱組件約占三成,，電源供應(yīng)系統(tǒng)占兩成,，組裝部分占5%，LED組件則占最大比例,，達(dá)45%之多,。在LED燈具的各個(gè)部分中，電源模塊肩負(fù)節(jié)能重任,。目前市場(chǎng)上的LED照明電源輸入系統(tǒng)可分為為兩類,，一類前端為AC電源輸入系統(tǒng)加上后端的恒流控制模塊，此類產(chǎn)品包括冷凍柜燈條,、室內(nèi)燈具,、路燈、臺(tái)燈,、MR16,、AR111等。另一類為交流電源直接輸入系統(tǒng)整合AC/DC轉(zhuǎn)換器和恒流線路,，此類產(chǎn)品包括E27和GU10等燈泡型LED燈,、PAR燈、T5和T8 LED燈管等,。

　　根據(jù)凱鈺科技資深經(jīng)理何紹加表示,，第一類電源設(shè)計(jì)除了應(yīng)選擇前端效率較佳的恒定電壓電源供應(yīng)器外，后端恒定電源控制的電源模塊則依其產(chǎn)品特性采用效率較佳的電源設(shè)計(jì),。其優(yōu)點(diǎn)在于前端AC/DC的電源供應(yīng)器,，如開關(guān)電源、DC適配器等恒定電壓電源，可選擇性高且多有安規(guī)認(rèn)證的方案,，從而降低設(shè)計(jì)的門坎,。

　　第二類電源設(shè)計(jì)則由于整合了AC/DC的電路和恒定電流電路，主要的難度存在于功率因子,、電源效率和安規(guī)等方面的考慮,，設(shè)計(jì)也存在一些難度。針對(duì)此,，業(yè)者表示,，不同功率的交流-直流(AC-DC) LED照明應(yīng)用所適合的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各不相同。如在功率低于80 W的應(yīng)用中,，反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)選擇,；而在講究高效能的應(yīng)用中，諧振半橋雙電感加單電容(HB LLC)則是首選,。

　　高電源轉(zhuǎn)換效率為追求目標(biāo)

　　據(jù)了解,，超高效能的LED照明拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在近年來(lái)頗受歡迎，業(yè)者主要是寄望能以在相對(duì)較低的功率級(jí)別(<50W)提供高于90%的效能,，而如此高的效能需要以新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)達(dá)成,，例如以諧振半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)取代反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如此可充分發(fā)揮零電壓開關(guān)(ZVS)的優(yōu)勢(shì),。

　　隨著科技的進(jìn)步,，照明工具與方式不斷改變，用戶對(duì)于照明器具所呈現(xiàn)出來(lái)的照度,、均勻度,、演色性及能源效率等需求標(biāo)準(zhǔn)愈來(lái)愈高，現(xiàn)階段而言,，最受矚目的照明后起之秀當(dāng)非LED照明莫屬,。以電燈泡和熒光燈管替代、嵌燈,、街燈及停車燈,、工作照明燈(臺(tái)燈、櫥柜內(nèi)照明),、景觀照明,、廣告牌文字電路、建筑物照明等一般照明市場(chǎng)為例,，預(yù)計(jì)到2012年,，LED照明市場(chǎng)規(guī)模將成長(zhǎng)至13.08億美元，年復(fù)合成長(zhǎng)率高達(dá)17.4%,。因此,，LED通用照明已成為熱門市場(chǎng),。

　　然而LED在照明市場(chǎng)應(yīng)用上仍存在某些問(wèn)題，其中包括LED一致性,、壽命測(cè)試,，尤其是電源供應(yīng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)規(guī)格等問(wèn)題還有待解決等。在LED驅(qū)動(dòng)電源方面的要求包括高效率,、高功率因子,、高電流控制精度,、高可靠性,、安全隔離、符合EMI標(biāo)準(zhǔn),、體積小,、成本低等。值得注意的是,，最新的能源之星標(biāo)準(zhǔn)提出對(duì)于大于5W的LED照明產(chǎn)品,，要求功率因子指標(biāo)(PFC)必須大于0.7，如此才能進(jìn)一步達(dá)成節(jié)能的目的,。

　　電源輸入系統(tǒng)要求各有不同

　　分析LED燈具的成本結(jié)構(gòu),，散熱組件約占三成，電源供應(yīng)系統(tǒng)占兩成,，組裝部分占5%,，LED組件則占最大比例，達(dá)45%之多,。在LED燈具的各個(gè)部分中,，電源模塊肩負(fù)節(jié)能重任。目前市場(chǎng)上的LED照明電源輸入系統(tǒng)可分為為兩類,，一類前端為AC電源輸入系統(tǒng)加上后端的恒流控制模塊,，此類產(chǎn)品包括冷凍柜燈條、室內(nèi)燈具,、路燈,、臺(tái)燈、MR16,、AR111等,。另一類為交流電源直接輸入系統(tǒng)整合AC/DC轉(zhuǎn)換器和恒流線路，此類產(chǎn)品包括E27和GU10等燈泡型LED燈,、PAR燈,、T5和T8 LED燈管等。

　　根據(jù)凱鈺科技資深經(jīng)理何紹加表示,，第一類電源設(shè)計(jì)除了應(yīng)選擇前端效率較佳的恒定電壓電源供應(yīng)器外,，后端恒定電源控制的電源模塊則依其產(chǎn)品特性采用效率較佳的電源設(shè)計(jì),。其優(yōu)點(diǎn)在于前端AC/DC的電源供應(yīng)器，如開關(guān)電源,、DC適配器等恒定電壓電源,，可選擇性高且多有安規(guī)認(rèn)證的方案，從而降低設(shè)計(jì)的門坎,。

　　第二類電源設(shè)計(jì)則由于整合了AC/DC的電路和恒定電流電路,，主要的難度存在于功率因子、電源效率和安規(guī)等方面的考慮,，設(shè)計(jì)也存在一些難度,。針對(duì)此，業(yè)者表示,，不同功率的交流-直流(AC-DC) LED照明應(yīng)用所適合的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各不相同,。如在功率低于80 W的應(yīng)用中，反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)選擇,；而在講究高效能的應(yīng)用中,，諧振半橋雙電感加單電容(HB LLC)則是首選。

　　高電源轉(zhuǎn)換效率為追求目標(biāo)

　　據(jù)了解,，超高效能的LED照明拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在近年來(lái)頗受歡迎,，業(yè)者主要是寄望能以在相對(duì)較低的功率級(jí)別(<50W)提供高于90%的效能，而如此高的效能需要以新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)達(dá)成,，例如以諧振半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)取代反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),，如此可充分發(fā)揮零電壓開關(guān)(ZVS)的優(yōu)勢(shì)。

　　從應(yīng)用的功率等級(jí)來(lái)看,，AC-DC供電的LED一般照明應(yīng)用包括低功率,、中等功率和大功率等不同類型。低功率應(yīng)用的功率范圍通常在1到12W之間,；中等功率涵蓋8到40W范圍,；大功率應(yīng)用的功率常高于40W。 整體而言,，LED照明驅(qū)動(dòng)電源業(yè)者面臨的主要挑戰(zhàn)便是LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)挑戰(zhàn)更高的轉(zhuǎn)換效率,，尤其是在驅(qū)動(dòng)大功率LED時(shí)更是如此，因?yàn)樗形醋鳛楣廨敵龅墓β识甲鳛闊崃亢纳?，電源轉(zhuǎn)換效率的過(guò)低,，將會(huì)影響LED節(jié)能效果的發(fā)揮。

　　首先,，在1W到8W的低功率LED一般照明方面,，典型應(yīng)用如G13、GU10,、PAR16,、PAR20和嵌燈等,。此類應(yīng)用的輸入電壓范圍在交流90至264V之間，恒流輸出電流包括350mA和700mA兩種,，效能要求為80%,，并要求提供短路保護(hù)和過(guò)壓保護(hù)等保護(hù)功能。在8W至25W LED一般照明應(yīng)用要求及方案方面,，則分為無(wú)PFC及有PFC,。

　　針對(duì)無(wú)PFC的情況， 8W到25W AC-DC LED照明的典型應(yīng)用如PAR30,、PAR38和嵌燈,。在此類應(yīng)用中，輸入電壓要求為85~135 Vac或185~264Vac(或通用輸入),，效能要求大于80%,，提供短路保護(hù)及開路保護(hù)等保護(hù)功能,，恒流輸出電流為350mA,、700mA及1A等不同電流。在要求PFC的8W到25W AC-DC LED照明方面,，典型應(yīng)用同樣是PAR30,、PAR38和嵌燈。此類應(yīng)用的輸入電壓規(guī)格為90至264 Vac,，效能要求80%,，支持350mA、700 mA及1A恒流輸出,，提供短路及過(guò)壓保護(hù),，功率因子要求高于0.9。至于50W至200W LED一般照明多用于街道照明及大功率區(qū)域照明,，可以采用用于50W-150W或100~200W功率范圍的不同LED方案,。

　　主動(dòng)式功率因子調(diào)整達(dá)到95%以上

　　針對(duì)LED照明電源驅(qū)動(dòng)需求，在恒流驅(qū)動(dòng)器方面,，凱鈺科技主推T6316,，它是一個(gè)具有4個(gè)通道的定電流發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器，輸出電流可依照外置電阻而定,。凱鈺科技的T6322則是一個(gè)降壓恒流LED驅(qū)動(dòng)器,，其電流依照外置電阻決定，可支持高達(dá)1.5A輸出電流,，提供±5%精度電流及高功率效能(低能耗)及高線路調(diào)整能力,，T6316具有±6%精度電流與通道間±3%匹配精度，可用于路燈,、燈管等照明設(shè)備,。

　　何紹加并進(jìn)一步表示,，在功率因素方面，目前被動(dòng)式功率因子調(diào)整可以達(dá)到0.8,，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、價(jià)格低廉、工作頻率與電源相同,、但被動(dòng)組件體積大,、重量重，且需針對(duì)特定輸入電壓和負(fù)載條件來(lái)設(shè)計(jì),。針對(duì)此,，凱鈺可提供對(duì)應(yīng)的被動(dòng)式填谷濾波器來(lái)修正整體的功率因子，讓LED驅(qū)動(dòng)器的功率因子達(dá)85%以上,，據(jù)了解,，凱鈺科技即將開發(fā)完成的驅(qū)動(dòng)器將采用主動(dòng)式的功率因子調(diào)整，其整體的功率因子達(dá)95%以上,，將能進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能目標(biāo),。

　　立锜也已推出LED照明驅(qū)動(dòng)IC -RT84系列，立锜表示,，有別于市面上多采用磁滯控制的降壓型LED驅(qū)動(dòng)IC,，立锜全系列產(chǎn)品采用定頻控制，使電感值的減少維持為磁滯控制的三分之一,，其定頻控制方式也比磁滯控制較不隨輸入電壓及電流的變化導(dǎo)致精確度變差,。立锜亦針對(duì)不同的LED照明應(yīng)用提出不同的降壓、升壓及升降壓的LED解決方案,。

　　立锜表示,，目前市面上產(chǎn)品應(yīng)用大多采降壓LED驅(qū)動(dòng)IC進(jìn)行設(shè)計(jì)，此方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)概念簡(jiǎn)單,，但LED驅(qū)動(dòng)的數(shù)目會(huì)受限于降壓電路的限制以致于需使用大量的降壓IC,，采用立锜的升壓驅(qū)動(dòng)IC則可大幅減少LED降壓驅(qū)動(dòng)IC一半以上的使用量及成本。立锜目前的LED驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)品可滿足客戶降壓,、升壓及升降壓的應(yīng)用,，從1W至400W均提供相對(duì)應(yīng)產(chǎn)品。并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)燈具如MR16,、AR111,、GU10、E27,、PAR30,、PAR38等規(guī)格提供解決方案。

　　兼具隔離和非隔離應(yīng)用的支持

　　談到LED照明驅(qū)動(dòng)電源,，不能不提的當(dāng)然還有恩智浦半導(dǎo)體(NXP Semiconductors),，該公司于今年上半年推出一款全新LED控制器SSL2103,。恩智浦表示，該產(chǎn)品進(jìn)一步擴(kuò)展恩智浦已獲得市場(chǎng)驗(yàn)證的AC/DC LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品系列(SSL2101/SSL2102) ,，使其能適用于多樣的照明應(yīng)用,。恩智浦半導(dǎo)體照明部門營(yíng)銷總監(jiān)Jacques Le Berre表示，SSL2101不僅能符合市場(chǎng)對(duì)于LED的需求,，更引領(lǐng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)提供更節(jié)能的照明解決方案,。事實(shí)上， SSL2101自2009年春季上市至今的銷量已超過(guò)一千萬(wàn)枚,。SSL2101和SSL2102產(chǎn)品已相當(dāng)成熟,，可應(yīng)用到各種可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器中，非常適合高整合,、低功耗的應(yīng)用,，例如低于25瓦的獨(dú)立整流器或低于15瓦的LED燈泡。

　　SSL2103則具有同類產(chǎn)品SSL2101的功能和特性,，并可用于更高功率的解決方案,。作為一款多用途AC/DC LED照明控制器，SSL2103具有更大的功率適用范圍和更好的調(diào)光兼容性,，使其適用于可調(diào)光與不可調(diào)光的LED照明燈,。此外,，SSL210x系列產(chǎn)品整合相同功能的控制器,，提高該系列產(chǎn)品在各種LED照明燈應(yīng)用中的通用性。SSL2103主要針對(duì)更高功率的LED照明燈具(PAR20,、PAR30和PAR38) 而設(shè)計(jì),，可為L(zhǎng)ED燈具設(shè)計(jì)提供功率、外形尺寸及調(diào)光控制方面提供更大的彈性,。

　　據(jù)了解,，SSL2103除具有SSL2101和SSL2102的功能和性能外，還可滿足更高功率的應(yīng)用,。此一功能的實(shí)現(xiàn)是透過(guò)外部功率開關(guān),，并可同時(shí)支持可調(diào)光或非可調(diào)光照明驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用。與先前產(chǎn)品的設(shè)計(jì)相似,，SSL2103在正常工作溫度下的壽命可超過(guò)75,000小時(shí),。恩智浦的AC/DC LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品系列可提供相當(dāng)多樣的技術(shù)方案，并可支持隔離或非隔離燈具的應(yīng)用,。此外,，該系列產(chǎn)品亦可應(yīng)用于100V、110V或230V的交流電源網(wǎng)絡(luò),，電路板外形尺寸則可應(yīng)用于E27,、GU10或者PARx燈具,。此產(chǎn)品系列中還包含整合功率開關(guān)和泄流電路(bleeder circuitry) 的產(chǎn)品，可使PCB板的尺寸更小,。

　　保持超高效率的可調(diào)光方案

　　再者,，Infineon推出的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)方案ICL8001G，主要用于10W-60W,，可支持調(diào)光功能,，適用于住宅照明用的高效LED燈泡足以替代40W/60W/100W白熾燈泡，并支持各種典型的消費(fèi)照明應(yīng)用,。Infineon表示,，采用ICL8001G的驅(qū)動(dòng)器電路板，是以創(chuàng)新的主控技術(shù)來(lái)管理LED功耗,。25個(gè)組件就足以因應(yīng)一盞10瓦LED燈所需(效能等同60瓦),，相較于其他替代產(chǎn)品，可省電一半并減少約30%的成本,，參考設(shè)計(jì)印刷電路板面積更僅為20mm x 70mm可輕松嵌入一般旋入式燈泡,。所有組件全部組裝于一片單面電路板，有助于進(jìn)一步降低成本,。 據(jù)了解,，ICL8001G節(jié)能效果可達(dá)90%，支持多種已安裝的墻面調(diào)光器,，同時(shí)也是唯一的整合功率因素校正(PFC)功能的主控式脫機(jī)型LED驅(qū)動(dòng)器解決方案,，功率因子超過(guò)98%。

　　相較于目前許多可調(diào)光的LED可調(diào)光方案,，調(diào)光會(huì)造成30%的能源效率下降,，英飛凌驅(qū)動(dòng)器解決方案由于采用許多舍相(phase-cut)調(diào)光器，因此在整個(gè)調(diào)光范圍內(nèi)都可保持超高效率(>80%),。ICL8001G其他特點(diǎn)包括：驅(qū)動(dòng)器輸出獨(dú)立,，可有效防止過(guò)熱問(wèn)題；數(shù)字軟啟動(dòng)功能,，內(nèi)建啟動(dòng)單元,，隨開即亮；逐周期電流限制,；短路保護(hù),、過(guò)壓保護(hù)及過(guò)熱偵測(cè)。

　　無(wú)電解電容LED驅(qū)動(dòng)電源方案

　　再者,，在目前市面上,，無(wú)需電解電容的LED照明驅(qū)動(dòng)電源解決方案也相當(dāng)值得一提。例如日本村田制作所在今年七月間于TECHNO FRONTIER 2010上展示用于LED照明的數(shù)字電源電路，其輸入輸出電容器便是以該公司的多層陶瓷電容(MLCC)取代電解電容,，可內(nèi)置于直管型LED照明器具的管內(nèi),。與采用鋁電解電容器時(shí)相比，此方案除了可縮小產(chǎn)品尺寸外,，還能延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命,，為了獲得恒定電流，此方案采用了DSP微控制器,，開關(guān)頻率約為200kHz,。輸出電容器采用了兩個(gè)約5μF的MLCC。輸入電壓支持AC100V以及200V兩種,。據(jù)了解,，一般情況下，該容量的MLCC無(wú)法完全吸收脈動(dòng)電流,，不過(guò)通過(guò)改進(jìn)DSP側(cè)的控制,，不會(huì)感覺(jué)到照明器具的閃爍。主電路采用非絕緣升降壓型,，沒(méi)有設(shè)置PFC(功率因子改善)電路,。外形尺寸為180mm×19.4mm×6.5mm。

　　基本上,，之所以要取代電解電容,，主要是因?yàn)槟壳捌胀↙ED照明驅(qū)動(dòng)電源的工作壽命取決于AC轉(zhuǎn)DC時(shí)平滑電路必須采用的電解電容。而LED的工作壽命高達(dá)4萬(wàn)小時(shí),，電解電容的壽命卻只有幾千小時(shí),，由于系統(tǒng)的壽命是由電源組件中使用的電解電容的壽命來(lái)決定的，如果不想法拿掉電解電容,，那么LED照明驅(qū)動(dòng)電源的壽命與LED的壽命就無(wú)法匹配,，LED照明的長(zhǎng)工作壽命勢(shì)必受到影響，因此近來(lái)業(yè)界相當(dāng)積極于開發(fā)無(wú)電解電容的LED照明驅(qū)動(dòng)電源解決方案,。

　　直接以交流電驅(qū)動(dòng)可帶來(lái)更大應(yīng)用空間

　　為求解決交流/直流轉(zhuǎn)換器的壽命比LED壽命短的問(wèn)題，除上述方案外,，交流LED的開發(fā)亦頗受矚目,，例如首爾半導(dǎo)體開發(fā)的Acriche便無(wú)需AC/DC轉(zhuǎn)換器，可直接連接交流電源驅(qū)動(dòng),。此外,，臺(tái)灣工研院所研發(fā)的片上交流電LED照明技術(shù)亦是采用交流電直接驅(qū)動(dòng)LED芯片發(fā)光，工研院電光所,、光電組件與系統(tǒng)應(yīng)用組朱慕道組長(zhǎng)指出,，此技術(shù)不需整流變壓器，較傳統(tǒng)LED節(jié)省15~30%電力，搭配立體導(dǎo)熱,、可插拔封裝技術(shù),，體積小等特性，更容易進(jìn)行多變化的照明設(shè)計(jì),，工研院表示,，此技術(shù)不僅節(jié)能減碳，也提升了整體LED的發(fā)光效率,，更為L(zhǎng)ED整體的照明應(yīng)用,，帶來(lái)更寬廣空間和市場(chǎng)機(jī)會(huì)，相信這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)在5年內(nèi)成為未來(lái)極具潛力的照明技術(shù),。