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LED照明的新创举-电源效率98%的光引擎

LED照明的新创举─电源效率98%的光引擎

                      Kin1945

 

在当前的LED照明灯具开发中,有项很主要的指标往往使人怯而不前,这就是驱动电源的效率。人们热衷于讨论隔离还是非隔离、功率因数如何不断提高,但对驱动电源的效率,很少有人下功夫,业内人都知道这是驱动IC供货商的事。

清华大学的老教授茅于海先生最近对LED驱动电源的效率研究有了新的突破,他开发IC效率在98%,并且和COB光源在一起组成了光引擎,用这种光引擎做的8W球泡灯,在国家电光源质量监督检验中心检测,光效达126lm/w

何为光引擎?茅教授简单明了地定义为驱动电源和LED光源装在同一块基板上即组成光引擎。看起来很简单,但做起来却是很难的,难在体积和发热两个问题上。例如隔离式电源和LED光源若装在同一块基板上,空间是很挤的,显然不合适;再有由于驱动电源的效率低,发热利害,若装在同一块板上显然会影响LED寿命。驱动电路的效率低于95%或元器件数量超过若干个以上的(要视元器件体积大小而定)是没法组成光引擎的,如隔离电源是不合适组成光引擎的。

驱动电源的效率LED照明中之重要性表现在两个方面,第一方面是其发热程度,效率越高,发热越少。目前驱动电路的效率普遍在85%左右,这意味着一只10W的球泡灯有1.5W被转化成热量浪费掉了,其发出的热量使球泡灯的温升升高,又会造成LED寿命的降低;第二方面是降低了整灯的光效,例如本来LED光效已达到100lm/w,那么做成整灯后,10W的球泡灯总光通量应该是1000lm/w(没计入扩光罩的透光率),但是由于驱动电路部分消耗了15%的功率,加到球泡灯上的功率只有85%,因此初估该球泡灯的总光通量只有850lm,显见这时该球泡灯的光效只有85lm/w。做光源的人辛辛苦苦把光效提了上去,但驱动却轻而易举地一下子把它拉下来了。由此可见,驱动电源的效率对LED整灯来说是举足轻重的。

 茅教授对驱动电源的效率一向是十分重视的,早在三年前,他开发的LED路灯驱动模块,效率在98%以上,输出30W的恒流驱动模块, IC竟然不要散热器。此项设计还获得了设计奖

 光引擎除了上述能提高整灯的光效和减轻热负荷的优点外,其一个很突出的优点是元器件少,可靠性高,结构简单,适合大规模自动化生产,跟随而来的是成本的降低,售价的便宜,这对当前要淘汰钨丝灯泡,全面进入LED照明时代来说,光引擎的发明无疑是LED照明道路上的一块里程碑。

 在LED灯具设计中,驱动电路有隔离和非隔离之分。由于灯的外壳多数采用铝壳散热,为了安全起见,驱动电路都采用隔离电路。但是科技在不断发展,新材料新工艺在不断涌现,例如采用陶瓷基片、加耐高压的绝缘垫片、采用塑料散热器、在金属外壳上喷涂一种高强度的绝缘材料……,所有这些使得采用非隔离电路成为非常可能和非常必要的设计了。细想起来,古老的钨丝灯泡就是非隔离式的供电,一层薄薄的透明玻璃保证了钨丝灯泡的安全性,当这层玻璃破碎后,没听说有人拿手去摸灯泡里的钨丝而遭触电,因为人还不至于傻到这份程度。

 光引擎向世界宣布:LED照明进入了快车道!大规模、质优价低的LED照明产品将进入千家万户。

 2014年328日,在深圳马哥孛罗好日子酒店,茅教授向世界宣布了驱动电源效率为98%LED光引擎的诞生,20141024日,又是在深圳马哥孛罗好日子酒店的大比特LED专业会上,茅教授又做了一次“一种极高光效自适应光引擎”的报告。80岁高龄的茅教授无疑是这项技术的领路人,该技术的诞生使LED的节能效果又向前迈上一个大台阶。我们期待着更好更优的LED照明产品走向全国,走向世界!

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Frankios
LV.5
2
2014-10-27 10:22
威武!说不定又是一场“革命”!
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dfweng
LV.4
3
2014-10-27 14:12

楼上:从你的帖子看好像是:这高效率的光引擎是由一驱动电源加LEDCOB模块组合而成的吗?也就是说,这驱动电源将市电转换提供以一直流电源去驱动这LEDCOB模块,对吗?

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chlxs
LV.5
4
2014-10-27 20:21
有没有具体的测试数据 样板之类的发出来看看
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scicman
LV.4
5
2014-10-28 10:21
@chlxs
有没有具体的测试数据样板之类的发出来看看

估计是对线性恒流IC进行了优化,在不同输入电压下降低恒流IC上的压降

我用普通恒流IC做过实验,在特定电压下效率能达到99%

如果真是这样,我都感到惭愧,清华大学的教授?做这么低端的?

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kin1945
LV.7
6
2014-10-30 10:02
@scicman
估计是对线性恒流IC进行了优化,在不同输入电压下降低恒流IC上的压降我用普通恒流IC做过实验,在特定电压下效率能达到99%如果真是这样,我都感到惭愧,清华大学的教授?做这么低端的?

你不用慚愧的,因為你还对这芯片不够了解。

1、该芯片可在185v-265v的市电范围内,保持效率都是99%;

2、在很大的环境温度变化范围内保持99%的效率;

3、对于不同的LED正向电压范围内保持99%的效率;

4、在上述的工作电压范围内保持整灯的光通量不变,光效不变。

以上几条你能做到吗?

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kin1945
LV.7
7
2014-10-30 10:03
@dfweng
楼上:从你的帖子看好像是:这高效率的光引擎是由一驱动电源加LEDCOB模块组合而成的吗?也就是说,这驱动电源将市电转换提供以一直流电源去驱动这LEDCOB模块,对吗?
你说得很对!
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scicman
LV.4
8
2014-10-30 11:13
@kin1945
你不用慚愧的,因為你还对这芯片不够了解。1、该芯片可在185v-265v的市电范围内,保持效率都是99%;2、在很大的环境温度变化范围内保持99%的效率;3、对于不同的LED正向电压范围内保持99%的效率;4、在上述的工作电压范围内保持整灯的光通量不变,光效不变。以上几条你能做到吗?

个人的理解

通过COB封装技术,在不同输入电压驱动不同数量LED,再通过特定算法使输出功率不变,保证光通量和光效不变

这个不是什么创举,堂堂清华教授,搞这种玩意,和某教授买人家芯片打上自己的标签就是自己高出了CPU差不多,浪费国家资源

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ZCQ11098
LV.4
9
2014-10-30 12:33
@kin1945
你不用慚愧的,因為你还对这芯片不够了解。1、该芯片可在185v-265v的市电范围内,保持效率都是99%;2、在很大的环境温度变化范围内保持99%的效率;3、对于不同的LED正向电压范围内保持99%的效率;4、在上述的工作电压范围内保持整灯的光通量不变,光效不变。以上几条你能做到吗?

有详细资料对比吗??发出来大家学习下

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2014-10-30 16:38
看上去很神奇,有详细资料么?发布出来 给大家看一下。
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kin1945
LV.7
11
2014-11-04 09:11
@scicman
个人的理解通过COB封装技术,在不同输入电压驱动不同数量LED,再通过特定算法使输出功率不变,保证光通量和光效不变这个不是什么创举,堂堂清华教授,搞这种玩意,和某教授买人家芯片打上自己的标签就是自己高出了CPU差不多,浪费国家资源

1、买人家芯片打上自己标签和完全是自己开发的芯片根本是两会事,怎么能混为一谈?这是你理解有问题!

2、居然你认为那么容易开发,你搞个试试?

3、请问你有哪些成就拿出来供大家享用啊?

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kin1945
LV.7
12
2014-11-05 08:59
@电源网-天边
看上去很神奇,有详细资料么?发布出来给大家看一下。
      其实具体是什么电路我也不知道,更不用说拿详细资料。我也只是和大家一样参加了两次技术交流会,听了茅教授的报告。我也只是茅教授的粉丝,我觉得他开发的方向是对的。LED号称是节能产品,那么应该尽善尽美,尽可能把电能完全转化成光能,当然完全转化是太理想化了,那么转化98%、99%总比只转化85%要好得多,电源部分的消耗完全是多余的。我发这贴的目的也希望引起大家对驱动效率的关注,希望更多人搞出高效的电源。
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kin1945
LV.7
13
2014-11-05 09:00
@ZCQ11098
有详细资料对比吗??发出来大家学习下
       其实具体是什么电路我也不知道,更不用说拿详细资料。我也只是和大家一样参加了两次技术交流会,听了茅教授的报告。我也只是茅教授的粉丝,我觉得他开发的方向是对的。LED号称是节能产品,那么应该尽善尽美,尽可能把电能完全转化成光能,当然完全转化是太理想化了,那么转化98%、99%总比只转化85%要好得多,电源部分的消耗完全是多余的。我发这贴的目的也希望引起大家对驱动效率的关注,希望更多人搞出高效的电源。
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dfweng
LV.4
14
2014-11-05 10:01
@kin1945
你说得很对!

假如真是这样的思路,如果LED串电压相当高,如280V,这样相串联的电流源上的压降,如2V,可以忽略不计,这样是能得到高效率的。前置高功率因数电源是相当简单的升压电路完成,如L6561控制芯片即可。是这样吗?

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kin1945
LV.7
15
2014-12-02 11:46
@dfweng
假如真是这样的思路,如果LED串电压相当高,如280V,这样相串联的电流源上的压降,如2V,可以忽略不计,这样是能得到高效率的。前置高功率因数电源是相当简单的升压电路完成,如L6561控制芯片即可。是这样吗?

难在下面4点上:

1、该芯片可在185v-265v的市电范围内,保持效率都是99%;

2、在很大的环境温度变化范围内保持99%的效率;

3、对于不同的LED正向电压范围内保持99%的效率;

4、在上述的工作电压范围内保持整灯的光通量不变,光效不变。

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ken80
LV.3
16
2014-12-02 14:32
@kin1945
    其实具体是什么电路我也不知道,更不用说拿详细资料。我也只是和大家一样参加了两次技术交流会,听了茅教授的报告。我也只是茅教授的粉丝,我觉得他开发的方向是对的。LED号称是节能产品,那么应该尽善尽美,尽可能把电能完全转化成光能,当然完全转化是太理想化了,那么转化98%、99%总比只转化85%要好得多,电源部分的消耗完全是多余的。我发这贴的目的也希望引起大家对驱动效率的关注,希望更多人搞出高效的电源。
我大概能猜到是什么样的电路和芯片。如果185~265VAC都能达到99%的话,灯珠的输出电压应该在200~240V左右,小电流,控制能量的功率mosfet不能太小,输出电流越大,所需要的功率管就成倍的增大,输出电流应该有200Hz的电流纹波,得用较大的电解,否则电流纹波会很大,能量控制不好会容易产生大电流过冲,大的电解也能缓冲一下。PF值必须得低,否则损耗成线性阻抗是不可能达到这个效率,会造成265VAC下效率急剧下降。
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Frankios
LV.5
17
2014-12-02 14:35
@ken80
我大概能猜到是什么样的电路和芯片。如果185~265VAC都能达到99%的话,灯珠的输出电压应该在200~240V左右,小电流,控制能量的功率mosfet不能太小,输出电流越大,所需要的功率管就成倍的增大,输出电流应该有200Hz的电流纹波,得用较大的电解,否则电流纹波会很大,能量控制不好会容易产生大电流过冲,大的电解也能缓冲一下。PF值必须得低,否则损耗成线性阻抗是不可能达到这个效率,会造成265VAC下效率急剧下降。

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ken80
LV.3
18
2014-12-02 14:50
@ken80
我大概能猜到是什么样的电路和芯片。如果185~265VAC都能达到99%的话,灯珠的输出电压应该在200~240V左右,小电流,控制能量的功率mosfet不能太小,输出电流越大,所需要的功率管就成倍的增大,输出电流应该有200Hz的电流纹波,得用较大的电解,否则电流纹波会很大,能量控制不好会容易产生大电流过冲,大的电解也能缓冲一下。PF值必须得低,否则损耗成线性阻抗是不可能达到这个效率,会造成265VAC下效率急剧下降。

再补充点,原理上应该跟电源网里面有个非线性恒流的方案相同。这么高的效率,开关管的开关速度得快,会有EMI问题,纹波和效率受电网波形影响较大,对灯珠要求高。所以他做一件事是买芯片,定制COB灯珠进行优化做成光引擎。。整体的成本和可靠性还有待提高。

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