LED驱动的成本控制技术浅析

当前，全球各国和地区已全面开始禁止白炽灯的使用。在政策的驱动以及LED灯的长寿命效应的作用下，2013年LED照明进入了爆发年，而爆发之后迎来的，必将是市场的逐渐衰退，根据市场调查机构HIS的照明市场份额报告显示，灯源销售量从2015年开始逐年衰退。

　　全球各国和地区已全面开始禁止白炽灯的使用(详见表1)

　　表1：全球白炽灯禁用计划

　　在政策的驱动以及LED灯的长寿命效应的作用下，2013年LED照明进入了爆发年，而爆发之后迎来的，必将是市场的逐渐衰退，根据市场调查机构HISResearch的照明市场份额报告显示，灯源销售量从2015年开始逐年衰退。(详见表2)

　　表2：IHS照明市场份额报告

　　IMSReserch公司2012年4月公布的报告显示，LED灯的价格往往2009年的30美元将一路走低，2017年左右将突破5美元关口。LED灯的普及进程取决于其价格的下降速度，而LED灯的40%成本花费在驱动控制电路，因此包括LED驱动IC在内的控制电路的成本降低至关重要。与此相对应的是，驱动控制电路成本将在2013年到2015年之间有望降低36%。

　　LED驱动电源虽然在技术上有所突破，但成本一直维持在200元左右，如果销售价格不足400元，基本属于亏损状态，而国外厂商如飞利浦的销售价格最低却能做到180元左右。随着人力成本、房租、营销及办公成本的增加，LED驱动电源降价难度相当大，很多企业不得不从技术与设计上填补成本压力。

　　简化拓扑结构

　　降低价格必须在持续技术升级的同时优化结构设计，最大限度减少IC元器件的使用数量，在11月25日举办的第九届LED通用照明驱动技术研讨会中，来自PI的郭春明指出，降低LED灯泡的成本，就需要改变LED驱动器技术。在报告中，郭春明指出，随着LED驱动技术的进步，从两极驱动器到单级驱动器技术的转换可降低驱动器的成本需求，而在目前可用的LED驱动器可用的拓扑结构的选择上，则更多地趋向使用非隔离式的驱动器。他同时提到，在拓扑结构中使用降压式转换器体积小、使用低漏极-源极电压应力、所使用的滤波元件数目最少，因此具有效率高还能达到最佳EMI性能的优势，与反激式及单极PFC与恒流反激相结合的拓扑结构相比，其成本最低。

　　郭春明还列出了最低成本灯泡驱动器的相关要求，如使用最可能小的散热片以达到高效率、输入高压及低压时，均需满足欧盟委员会环保设置指令及能源之星的消费类照明要求、使用降压式和降压-升压式拓扑结构以及尽可能简单的EMI滤波电路以达到最少元件数、使用最少的LED数来满足最低亮度标准并且降低散热片的温度应力以达到在生产过程中保证输出恒流。通过拓扑结构降低LED驱动器成本对于企业来讲只是在设计上进行优化，严格把握好规格参数是保证产品质量的关键因素。

　　高效率的驱动器可以通过简单的设置实现，设置的规格需作准确的把握，过度的规格设计会导致产品成本的提高；在装配成本的节约方面，可尽量将功能集成以减小电路板空间来达到；而使用最佳的设计可以以最小的安全裕量来满足消费者的需求。

　　高压线性恒流技术

　　高压线性恒流电源没有变压器等磁性器件，没有电解电容器，可省却一般开关恒流电源成本的三分之一，由于该系统结构简单，只需很少的外围元件，适合有体积、成本要求的系统，而随着HVLED灯珠技术的出现，非隔离的高压线性恒流LED驱动电源技术已经成为LED光源驱动的新热点。北京大学上海微电子研究院的颜重光教授在LED通用照明驱动技术研讨会中也展示了HVLEDs+高压线性恒流驱动的一体化光电引擎：将驱动电源芯片与LEDs灯珠置于覆铜铝基板的同一面，方便了SMT的自动化生产。该电源无变压器、无电解电容器，生产成本较低。在现场展示的高压线性恒流方案中，无磁性元件、无EMI滤波，内置高压功率管，可用于设计生产一体化的光电引擎。然而该技术也有其局限性，尚未能很好地解决频闪、PF、电压调整率等问题有待完善和解决。