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, 其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3月28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%的LED光引擎的诞生,2014年10月24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!