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驱动电源LED日光灯

高工
2015-08-02 16:13:15     打赏

LED日光灯(又叫LED日光管),是LED照明产品中开发最早,技术成熟度相对较高的产品,也是LED照明领域现阶段总量最大的单品之一。


用LED日光灯来回顾LED照明的发展,再合适不过了。在工作中,被客户反复问到的问题避不开两个:什么情况下使用非隔离电源?什么情况下使用隔离电源?


什么情况下使用非隔离电源?

一般来说,非隔离电源主要用于双重绝缘设计的灯具结构中。例如玻璃、陶瓷、塑料结构;非隔离电源是对电源尺寸有严苛要求时的最好的选择,例如AR111配G53接口时,内置非隔离;非隔离电源适用于没有明确认证要求的灯具产品,例如国内和不发达地区市场;非隔离电源是高性价比灯具的的最好的选择,例如民用市场的LED日光灯,多搭配非隔离电源,当然非隔离电源配置EMC电路后也是可以顺利通过专业认证的。


什么情况下使用隔离电源?

隔离电源做好绝缘处理后可用于任何灯具,例如玻璃、陶瓷、塑料、金属结构。隔离电源是出口类灯具的最佳匹配,例如出口澳洲的调光电源,出口美国的UL日光灯电源;隔离电源是商照类外置电源灯具的的最佳选择,例如LED日光灯、筒灯、天花灯、面板灯、投光灯;隔离电源适用于有明确认证要求的灯具产品,例如美国UL认证、欧洲CE认证、澳洲RCM认证、国内CCC认证。

改革开放让一部分人先富起来。

2006年以前,出于替换需求的考虑,LED日光灯照明用电源大多是外置的开关电源,内置的大多是阻容降压电源,LED光源多是直插的F3、F5,结构件大多是全塑管,灯板用FR-4玻纤板,一根4尺T8总质量在2Kg左右。那是一个“快速致富”的时期,因为LED产品供不应求,成就了有很多一夜暴富的传奇故事。产品的要求很低,“只要是LED灯珠做的,只要能工作”就不愁卖。至于光效、光衰、显色指数这些参数都还是专业实验室里的专业术语。


曾经的蓝天白云

2006年-2008年,LED日光灯迎来了第一波的大发展。针对LED的专业驱动电源制造厂家应运而生,各大电源管理芯片设计公司都推出了LED专用的驱动IC,多是非隔离方案,典型代表:HV9910超科、FSD200B 仙童和PT4105华润。结构件多采用半铝半塑,驱动电源内置为主,这个阶段的产品竞争多为外观设计的竞争。光效、光衰、显色指数这些参数逐渐得到了重视,也成为了评判产品优劣的考量指标,不过还只在小范围内作为技术在传授。掌握这几个专业名词的人士,甚至能以此开班授课挣钱。




关键词: 知识     芯片     超全     LED     日光灯     隔离     电源     驱动    

高工
2015-08-02 16:17:06     打赏
2楼

百花齐放各显神通

2008-1012的四年间,LED日光灯市场在世界范围内掀起了替换荧光灯管的狂潮,各厂家的LED日光灯不论是外观、结构、光源种类还是从材料、驱动方式和成本上,都是千差万别。

这个阶段的驱动电源方案,隔离和非隔离并存发展。灯珠种类繁多(多是表贴的3528、3014、5630);结构件以半铝半塑、玻璃管、全塑管居多;红外感应、光控感应、声控感应开始运用于LED日光灯。这一时期,灯具厂家对驱动电源给出了具体的技术参数要求。例如转换效率、功率因数、平均寿命、谐波、纹波、启动时间等。在“标准无作为”和多样化市场需求的情况下,各厂家从既有的认知出发,完全发挥天性,赋予了LED日光灯独特的灵魂,为企业后来的产品线规划奠定了基础。


民用和商照市场关系的确立

2012年,随着LED产业的扩大和市场的成熟,世界范围内的经济体整体发展水平下滑,LED外贸市场主线,由欧洲和北美市场向拉美、非洲、新马泰、澳洲、日韩及俄罗斯倾斜。这些市场有着巨大的消费需求,但对产品价格很敏感。LED民用照明市场和商照市场的产品定位由此确立。在安全可靠为基本设计要求的前提下,非隔离日光灯管的价格优势越发明显;对于高端照明需求,隔离方案更为适合。驱动技术发展特点是:高效率、小体积、高PF、过认证。


LED照明-民用市场特点:简单、便宜、好用。

简单:电路结构简单,器件容易采购,对器件有广泛的适应性。

便宜:组成电路的元器件成本低,容易机械化生产作业。

好用:电源的生产直通率高,系统的可靠性高,对环境的适应性强

产品的特点是低价

2013年,是大家公认的“危机年”,但也是个“旺销年”。LED行业公司倒闭消息满天飞,价格战此起彼伏。真是“几家欢喜大家愁”。LED日光灯作为 LED照明产品竞争的重器,最早打响价格战。T8非隔离日光灯平均降价幅度高达30%,以至于中山经营灯具贸易的商户说“买入就是亏本,因为明天的拿货价比今天的销售价还低”。出现如此大幅度价格波动的原因,更多的是具备一定规模的品牌企业或出于抢占市场,或出于解决原材料库存压力,或者为了快速建立销售渠道的考虑,采用低价策略向市场“倾销”产品。结果成就了产品的“旺销年”,单品的“低价年”,行业的“危机年”。

面对“价格战”,众多以出口为导向的企业,开始在产品结构、光学设计和驱动性能上下功夫,意图通过差异化产品,避开同质化产品“价格战”的锋芒。

非隔离市场中的,单端堵头无频闪驱动(JW-LQ18W-PTMX),双端高PF/全电压/过EMI(JW-HR18W-RZSD),后背式的高PF/高效率/过CE(JW-FR20W-PTW),因其产品定位精准,瞄准民用市场需求,取得了骄人的业绩。

高压线性驱动匹配HV LED,从成本上对非隔离驱动电源的市场造成了一定的冲击,不过从综合性能上来看,非隔离驱动电源有着更广泛的产品适应性和稳定性。

隔离市场中,稳定品质的前提下,通过批量化、规模化效应,隔离日光灯的单品价格也下降了10%左右。“产业链优化”、“成品认证”和“ODM模式”成为提升产品竞争力的主要方式,技术层面流行低谐波认证品类(DALI-LTHD18W,THD<10%)。


着眼当下看发展

2014年,竞争形势尤为严峻。

观察目前的市场,非隔离驱动电源设计主要以单级PFC和BUCK架构为主。以18W日光灯为例,如果采用全塑外壳,则电源可用单端堵头式,体积小、成本低、效率高、便安装。


① 无PFC的BUCK电路

随着LED民用照明市场的爆发式增长,LED灯具配套材料中的散热器件和光源成本都下降明显,LED驱动电源的成本压力尤为突出。出于降低综合成本和缩减尺寸的考虑,LED民用照明领域大部分都采用了非隔离内置MOS无PFC的BUCK电路。除了常规非隔离全电压45-80V/240mA典型参数外,采用2835光源的单电压80-150V/120MA是更经济的选择。


高工
2015-08-02 16:19:00     打赏
3楼

BUCK电路中,桥堆后面的电解电容的取值大小直接影响输出的稳定性和纹波大小。BUCK电路无功率因数校正,故PF值大都在0.5左右,波形如下图。体积小、低成本、高效率、无频闪、纹波小是它的最大优点,最大的缺点是谐波较高。


高工
2015-08-02 16:20:11     打赏
4楼

②LED单级PFC电路

优点:电路拓扑简单,BOM成本低,稳定性好,高PF,高效率,THD≤15% 。


缺点:单级PFC因为前面没有大电解,所以输出有很高的两倍工频的纹波电流和纹波电压;输出滤波电容用得比较大且传导辐射比较难处理;因没输入端有大电容,电路多直接暴露在电网中,抗雷击能力差,需要接入抗雷击浪涌电路抑制电网波动。


高工
2015-08-02 16:21:47     打赏
5楼

通常非隔离驱动电源的尺寸根据不同的使用需求灵活调整且性能不被改变。往往是一个电源方案衍生出6-8个系列产品,10-20个电气参数。这也是驱动器厂家的一直以来想规避的经营风险,因为品类太多意味着无效库存数量会相应增加,导致企业利润被降低。




高工
2015-08-02 16:22:03     打赏
6楼

发展趋势

不管是“替换”市场还是新兴市场,LED日光灯作为基础照明产品,将会持续在人类的生产生活中扮演重要角色。技术的进步,依赖于市场的充分竞争和企业的不断创新。非隔离驱动电源会是今后很长一个时期内的主流配置。满足多种恶劣环境使用的隔离驱动电源是高端商照的强力支撑。采用高压线性和去电源化技术的 LED日光灯,在某些特定市场(例如家用)将会得到更广泛的应用。由于成本压力,智能控制对于LED日光灯的开发,可能会仅限于简单的“开和关”、“照度感应”、“红外感应”和“雷达感应”,“色温调控”的意义并不大。


人类离不开空气、水和光,虽说LED行业竞争如此激烈,LED产品技术还不十分成熟,LED企业大都还在“温饱线”上挣扎……但着眼未来,LED照明一定是推动节能环保的重要力量,LED照明将由功能照明向情景照明、智慧照明方向发展。让我们怀着对未来的敬畏之心,着眼眼下的技术现状,用众人的智慧,为照明市场倾注一份自己的力量。


院士
2015-08-02 19:02:54     打赏
7楼

    残酷的价格战搞得LED厂家“人人自危”,事实上LED的市场这么大,仅国内市场就够许多生产厂家“喝一阵子”的了,真正静下心来做,不追求眼前利益,把质量做好,把销售环节规划好,后发制人不一定就会输,因此看来推行“蓝海战略”确实是件不容易的事情。

    我们有点像拔河比赛的拉拉队样,说起来喊起来清醒,估计上了阵也会“晕”,真心是为国产LED厂家着急。


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