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LED驱动电源的功率因子很快将达到95%以上

2010-11-19 09:14
铁马老言
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  随着科技的进步,照明工具与方式不断改变,用户对于照明器具所呈现出来的照度、均匀度、演色性及能源效率等需求标准愈来愈高,现阶段而言,最受瞩目的照明后起之秀当非LED照明莫属。以电灯泡和荧光灯管替代、嵌灯、街灯及停车灯、工作照明灯(台灯、橱柜内照明)、景观照明、广告牌文字电路、建筑物照明等一般照明市场为例,预计到2012年,LED照明市场规模将成长至13.08亿美元,年复合成长率高达17.4%。因此,LED通用照明已成为热门市场。

  然而LED在照明市场应用上仍存在某些问题,其中包括LED一致性、寿命测试,尤其是电源供应与驱动系统规格等问题还有待解决等。在LED驱动电源方面的要求包括高效率、高功率因子、高电流控制精度、高可靠性、安全隔离、符合EMI标准、体积小、成本低等。值得注意的是,最新的能源之星标准提出对于大于5W的LED照明产品,要求功率因子指标(PFC)必须大于0.7,如此才能进一步达成节能的目的。

  电源输入系统要求各有不同

  分析LED灯具的成本结构,散热组件约占三成,电源供应系统占两成,组装部分占5%,LED组件则占最大比例,达45%之多。在LED灯具的各个部分中,电源模块肩负节能重任。目前市场上的LED照明电源输入系统可分为为两类,一类前端为AC电源输入系统加上后端的恒流控制模块,此类产品包括冷冻柜灯条、室内灯具、路灯、台灯、MR16、AR111等。另一类为交流电源直接输入系统整合AC/DC转换器和恒流线路,此类产品包括E27和GU10等灯泡型LED灯、PAR灯、T5和T8 LED灯管等。

  根据凯钰科技资深经理何绍加表示,第一类电源设计除了应选择前端效率较佳的恒定电压电源供应器外,后端恒定电源控制的电源模块则依其产品特性采用效率较佳的电源设计。其优点在于前端AC/DC的电源供应器,如开关电源、DC适配器等恒定电压电源,可选择性高且多有安规认证的方案,从而降低设计的门坎。

  第二类电源设计则由于整合了AC/DC的电路和恒定电流电路,主要的难度存在于功率因子、电源效率和安规等方面的考虑,设计也存在一些难度。针对此,业者表示,不同功率的交流-直流(AC-DC) LED照明应用所适合的电源拓扑结构各不相同。如在功率低于80 W的应用中,反激拓扑结构是标准选择;而在讲究高效能的应用中,谐振半桥双电感加单电容(HB LLC)则是首选。

  高电源转换效率为追求目标

  据了解,超高效能的LED照明拓扑结构在近年来颇受欢迎,业者主要是寄望能以在相对较低的功率级别(<50W)提供高于90%的效能,而如此高的效能需要以新的拓扑结构达成,例如以谐振半桥拓扑结构取代反激拓扑结构,如此可充分发挥零电压开关(ZVS)的优势。

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