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1、LED 发光效率迈大步固态照明应用前景光明导读:随着LED发光效率的提升，固态照明发展也更趋蓬勃。为使LED固态照明更具成本效益，业者除要设法提升LED每瓦所产生的流明量，并整合光、机、电、热等各领域专业知识外，亦须采用具高效率、低成本的固态照明驱动器，以打造最佳解决方案。随着LED发光效率的提升，固态照明发展也更趋蓬勃。为使LED固态照明更具成本效益，业者除要设法提升LED每瓦所产生的流明量，并整合光、机、电、热等各领域专业知识外，亦须采用具高效率、低成本的固态照明驱动器，以打造最佳解决方案。过去10年来，发光二极管(LED)的制造商在提升LED功能上快速进展。业界了解到提升LED效能是固态
2、照明(SolidStateLighting,SSL)特别重要的唯一衡量标准。而现有的解决方案都不具有经济效益，使得LED制造商会特别关注LED每瓦能产生的流明(Lumen)量，甚至是每1块钱所产生的流明量，因此必须整合热能、光学、LED和电子学设计专门知识，以建立最佳的解决方案。电力电子和集成电路(IC)制造商在交流对直流(AC-DC)和直流对直流(DC-DC)电压管理的拓扑设计已有30年的经验。虽然固态照明光源设计和电压管理应用不同，但技术学习和电力电子制造专家们都已准备就位。市场上早期的固态照明产品，其LED驱动器拓扑一直在改良目前电压的调控方案。交流和直流LED驱动器各有特别的需求，激励
3、产业发展针对固态照明驱动器市场具备高效率、可靠性和成本效益的解决方案。固态照明主要和次要的光学系统，是须要进行成本与效能优化的另一部分。比起LED与电子产品，次要的光学组件所造成流明的损失极小，但仍有改善的必要，而业界也正持续改进。减少LED数量以降低成本为使固态照明灯具能得到最大采用，最终解决方案须比现有光源更具备成本效益，而LED是固态照明解决方案物料清单(BOM)中最贵的组件。因此，固态照明制造商了解最容易降低系统成本的方法是减少系统中LED数量，所以促成了LED制造商发展更高效率、流明度更高的LED。由于电力电子和电源IC是非常成熟的产业，而且其制造过程都经过优化，因此仅能节省极小的成
4、本。能源之星认证影响很大美国政府推出能源之星的认证标章，旨在保护消费者并确保发行到市场上照明产品的质量。能源之星的基本要求就是终端产品须达到最小流明/瓦(W)。固态照明改良型灯泡更换设计要求流明/瓦的范围在每瓦4050流明之间。有能源之星认证的实验室可透过产品终端应用之标准化程序指针，测试制造商提交的产品，实验室会检测流明且记录输入功率，可了解产品能否达到能源之星的要求。为期盼固态照明能获大众采用，LED制造商在LED的效能方面正努力取得巨大的进步。其中，光学业界把流明损耗最小化，同时提高产品的光学功能;至于电力电子和IC制造商则一直进行LED驱动器系统的优化，共同致力于固态照明发展。照明系统
5、设计面临严峻挑战随着照明制造商慢慢减少系统所需的LED数量，所面临的问题也正逐渐浮现。虽然减少LED数量曾经对销售有帮助，但却也带给业界一个无法预见的技术挑战。此问题是在A19/E27改良型灯泡上市后，才第一次被各界所注意到。假设当系统里LED数量减少和LED的流明输出增加时，LED驱动器的效率就会提高，或者至少跟过去的设计类似，然而，却无法实现，到底是哪里出问题呢?以下将藉由其规格要求的趋势演进进行说明。电路功率损耗增加系统稳定性成隐忧60瓦固态照明白炽灯改良型灯泡要求包括，115VAC(20%)的输入电压、十个LED串联(3136伏特)的输出电压、800流明输出、350毫安(mA)LED顺
6、向电流、12.6瓦最大输出功率、目标功率85%、美国联邦通讯委员会(FCC)等级B、符合UL8750、寿命大于5万小时和系统工作温度50。而现今的趋势是增加LED顺向电流，即更高功率，并减少系统内的LED数量。期望的规格改变包括五个LED串联(1517伏特)输出电压、700毫安LED顺向电流、800流明输出、11.9瓦最大输出功率及目标效率85%。虽然输出功率降低且效率参数维持在85%，但仍希望每瓦流明量能更大。而现实中，转换器效率下降非常大，导致每瓦的流明减少，所以须要更为注意的是电路内功率损耗已增加，这带来一些设计和稳定性方面的问题，不仅造成能否符合能源之星认证的疑虑，由于还须要附加散热片或包装材料，因此成本也将随之增加。
