炙手可熱的LED照明話題從年初一路延燒至年尾，人人都知道LED節(jié)能環(huán)保壽命長，但在面臨大規(guī)模應(yīng)用時，卻又因為電源壽命不匹配、可靠性不足等問題不得不推遲上市時間。愈來愈多的業(yè)內(nèi)人士認識到，要充分發(fā)揮LED的潛能，照明驅(qū)動電源是關(guān)鍵的支撐因素之一。

　　對于LED照明驅(qū)動電源，當前的主要訴求集中在高可靠性，以及高效節(jié)能等方面。來自本土的西安明泰半導(dǎo)體科技有限公司總經(jīng)理邢先鋒針對目前的LED照明驅(qū)動電源明確提出三點要求：第一，要具有高的可靠性，包括與LED光源相匹配的長壽命，寬的工作溫度適應(yīng)性(-40度—65度，甚至-55—85度)，以及寬的電網(wǎng)適應(yīng)及自我保護性能等；第二，要高效節(jié)能，明泰Tesemi的產(chǎn)品效率高達95%，遠遠超過我國和歐盟等91%的一級能效標準；第三，在目前LED產(chǎn)品無全面標準情況下，LED必須滿足電氣強制標準，特別是EMC的GB17743對應(yīng)IEC6100，電流諧波THD的GB17625.1-2003對應(yīng)IEC61000-3-2:2001，這要求了電源要有良好的EMC,PFC/THD。

iWatt公司一直配合眾多LED照明企業(yè)提供電源方案，該公司銷售副總裁朱保賚接受本刊采訪時表示，LED照明電源發(fā)展的趨勢應(yīng)該是：高效率、高可靠性，以及對調(diào)光與非調(diào)光廣泛的應(yīng)用兼容性。PowerIntegrations市場營銷副總裁DougBailey也認為，所有客戶都需要可靠、高效節(jié)能的LED驅(qū)動產(chǎn)品。

當然，還有其他一些要求存在，比如功率因數(shù)校正(PFC)，無閃爍可控硅調(diào)光，在不同輸入電壓、溫度及燈泡間都具有高精度恒流驅(qū)動輸出，以及一致的導(dǎo)通和關(guān)斷性能。DougBailey表示，PowerIntegrations(PI)所推出的器件在隔離式(LinkSwitch-PH)和非隔離式(LinkSwitch-PL)拓撲結(jié)構(gòu)中都具備這些特性，具體取決于所選用的機械隔離方式和目標應(yīng)用所適用的安全規(guī)則。

當前市場對LED照明電源的需求因應(yīng)用而異，消費類燈泡的設(shè)計要求與路燈或工業(yè)熒光替代燈存在很大的不同。Rohm公司認為，LED照明市場用于室內(nèi)照明的燈泡型漸漸過渡到直管型，用于室外的街燈也有增加。隨著LED向高亮度化改善，LED驅(qū)動電路也逐漸開始向高輸出化發(fā)展。

離線型LED照明電源成主流

目前，LED取代型燈泡及其他新型LED照明的發(fā)展十分迅速，主體市場則趨向離線型LED照明電源。國際整流器公司(IR)LED部門主管PeterB.Green指出，離線LED電源市場主要分為高功率和低功率兩個部分，大概以50W為分界線，不包括手持設(shè)備等低壓應(yīng)用。

基于集成型LED的燈泡替代產(chǎn)品大多采用簡單的、非絕緣型降壓穩(wěn)壓器LED驅(qū)動電路。這些產(chǎn)品都是采用了最少的元器件數(shù)量和最低的成本，但又必須同時提供足夠的流明/每瓦，以及高于0.7的功率因數(shù)，并具有標準的雙向可控硅調(diào)光器調(diào)光的能力。

市場上不能滿足這些性能要求的產(chǎn)品正逐漸被取代，而美國能源部“能源之星計劃(EnergyStarprogram)”的要求也是促成這一變化的原因之一。

高功率LED驅(qū)動器通常需要絕緣隔離，以達到UL標準。這往往需要其功率因數(shù)大于0.9，并具備調(diào)光能力，而這種調(diào)光能力可能是通過基礎(chǔ)調(diào)光器之外的其他方法實現(xiàn)的。另外還需要產(chǎn)生至少與熒光燈相等的流明/每瓦，并具有更長的使用壽命。

DiodesLED照明業(yè)務(wù)部門總經(jīng)理AllanLin認為，離線型LED照明電源的發(fā)展將改變LED的銷售角度，從銷售大批量DC/DC電源的低電流、高亮度LED(用于手機、標識及筆記本電腦)，到銷售AC/DC電源的更高電流LED(一般是照明應(yīng)用)。這將提升整個普通照明AC/DCLED驅(qū)動器市場，并增加對電源組建更低成本的需求。

LED背照燈電視和其他大型LCD電視應(yīng)用也迎來其他發(fā)展空間。他們正由CCFL向LED轉(zhuǎn)移，從而進一步促進更高電流LED、更高電壓電源市場的發(fā)展，并提高對驅(qū)動眾多大型平行鏈的更高電源LED的要求。

無電解電容LED照明方案惹爭議

在大多數(shù)LED應(yīng)用中，對LED燈的使用壽命影響最大的器件就是去耦電容器。高溫高可靠性的電容器會顯著增加BOM的成本，因此減少電容的大小是增加電燈壽命及控制BOM成本的一個重要趨勢和訴求。AllanLin表示，Diodes正在研究在未來的器件中減少電容器的大小。

不僅如此，更有不少廠商紛紛推出無電解電容的LED照明方案。創(chuàng)意電子有限公司產(chǎn)品工程師龍金節(jié)介紹，該公司TK5401、IL9910、TK5401均為無電解電容的驅(qū)動方案，主要用于球泡燈，PF值可達到歐洲標準0.70，外圍元件少，價格低，長壽命且節(jié)約空間。隨著時間的推移，市場上的一些帶有電解電容的驅(qū)動電源會有相繼失效的現(xiàn)象，龍金節(jié)認為，無電解電容的驅(qū)動方案是一個必然的發(fā)展趨勢。

雖然LED是個節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，目前商用80-120lm/w光效已是所有照明產(chǎn)品中最高水平，但仍有60%左右的電能不能轉(zhuǎn)換為光能而轉(zhuǎn)換為熱能。所有LED燈具工作時是一個加熱體，使燈具局部形成50—70度甚至85度的高溫區(qū)，會很快將電解電容的電解液烤蒸發(fā)，1000到3000小時時就很快失效。

邢先鋒指出，實際上傳統(tǒng)日光燈、節(jié)能燈驅(qū)動中電解電容也催在同樣問題，只是電源壽命與燈管壽命相當而沒使矛盾特別突出。他表示，“無論可靠性還是成本，抑或是可實現(xiàn)性考量，無電解電容將是LED照明驅(qū)動電源的不二選擇。”

不過，針對無電解電容方案，在業(yè)界有很多其他不同的聲音。

“我們并不認為無電解電容LED照明是LED照明電源的發(fā)展大趨勢。而且從現(xiàn)狀來看，技術(shù)方面需要克服的問題很多。”Rohm公司在接受本刊采訪時表示。

PeterB.Green指出，隨著電源需求的增加，如果不采用電解電容，LED驅(qū)動器的設(shè)計會變得非常昂貴。在低功率水平上，通過用陶瓷電容取代電解電容可以解決這一問題，而在高品質(zhì)光源燈具上，電解電容是難以去除的。

事實上，如果電解電容質(zhì)量很好，可以達到105攝氏度的工作溫度和10000小時額定工作時間，就沒有必要將電解電容從LED驅(qū)動設(shè)計中去除。

如果在低溫條件下，這些元件的使用壽命可以遠遠超過10000小時，例如，在85度下，一個額定壽命為10000小時的元件可以運行40000小時。

“其實用不用電解，其焦點就是電解的壽命，也就是整個產(chǎn)品的可靠性。”朱保賚表示，對于LED電源，擔心最多的就是某些元件的自然老化，例如電解電容，因為它的工作溫度很高；其次就是驅(qū)動電源對于電網(wǎng)波動的適應(yīng)性及可靠性，例如雷擊，因為很多半導(dǎo)體的元件會因為OverStress而失效。電解電容會存在電解液干涸的可靠性問題，但是如果簡單地去除電解電容就會降低電源對電網(wǎng)波動的抗干擾能力，也會帶來因雷擊失效的風險，因此需要全面地評估產(chǎn)品的可靠性。

由無電解電容帶來的高紋波電流而導(dǎo)致的低頻閃爍開始越來越被人注意，有研究者認為，低于165Hz的頻閃即便是人眼不易覺察，但這已經(jīng)對某些人眼造成生理上的不適，幅度大的低頻紋波會也會被導(dǎo)致一些數(shù)碼像機設(shè)備出現(xiàn)差頻閃爍的亮暗柵格。朱保賚認為，雖然市場很渴望能有既能解決電容壽命又能保持穩(wěn)定性及可靠性的新方案，但現(xiàn)階段在高品質(zhì)光源燈具上是難以去除電解電容的。

DougBailey贊同此觀點。他表示，對于不需要調(diào)光的應(yīng)用，使用LinkSwitch-PH就可以省去電解電容。PI的單級PFC/恒流設(shè)計可以讓設(shè)計師省去大容量電容，這在傳統(tǒng)設(shè)計中通常需要在PFC級和恒流級之間使用。對電容剩下的唯一要求是，在輸出中通過AC波形的低點(此時，電壓接近于零)對LED供電。

“這可以用足夠容量的陶瓷電容、鉭電容或OSCON電容來替代電解電容，從而消除100Hz或120Hz的閃爍。對于不太關(guān)注調(diào)光的高溫、高可靠性工業(yè)應(yīng)用來說，我強烈建議不采用電解電容進行設(shè)計。”DougBailey強調(diào)。