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王希天:LED照明工业的难点与对策
来源:http://www.car100e.com 作者:www.kb88.com 发布时间:2018-08-13 02:34 浏览量:

  王希天:LED照明工业的难点与对策

   笔者近来采访了广西大学王希天副教授,他擅长于电源规划,近年来活跃投身于LED电源的规划傍边,特别是在无电解电容范畴有深化的研讨。关于当时led照明工业的难点和对策,王希天也有自己独特的见地。

  

  
美国能源之星LED灯泡标准促进工业健康开展

工业中撒播谚语:“一流赢利在制定标准,二流赢利在专利竞赛,三流赢利在名牌战略,四流赢利才是价格大战”。2009年11月布告的《美国能源之星LED灯泡标准》具有里程碑含义。尽管仅仅是在美国市场上购买贴有“美国能源之星认证”标志的LED灯泡,才享用美国政府财务对购买者的补助,但这是全球LED灯工业界不能不重视的首个LED灯泡标准,乃至将成为往后各国制定本国LED灯泡标准的重要参阅。

王希天用四句话归纳了该标准的中心内容:1)下降功率要素门槛,有利于下降本钱,扩展LED灯产销;2)杰出小功率LED灯泡直接替代白炽灯的标准;3)清晰LED灯泡光效每瓦55流明底线;4)清晰25000小时运用后光衰三成为限的底线。

用LED灯泡直接替代白炽灯泡节能含义严重,结合现在国产芯片已到达80lm/W,结合美国能源之星标准,用LED灯泡替代白炽灯泡标准见下表:

 

  

 

  

 

  

 

  

  

  

  

  

  

  

 

  

  

  

  

  

  

  

 

  

  

  

  

  

  

  

  

 

  

  

  

  

  

LED灯泡最小光输出(流明) 500 300 150 90 70
直接替换白炽灯泡功率(瓦) 60 40 25 15 10
2010年 LED灯泡功率(瓦)
平等亮度节电率
6W 4W 2W 1W 1W
大于0.9 大于0.9 大于0.9 大于0.9 大于0.9

 

  王希天特别着重,这仅仅用国产LED现在每瓦80lm光效计算的成果。国外现已发布有每瓦208流明的新LED产品,白炽灯只要每瓦15-25lm低光效,所以用LED灯替代白炽灯是必定的趋势。

LED工业乱象与隐忧

LED照明高速开展,但乱象丛生,比方灯具寿数并没有人们幻想中的三万小时。王希天以为有必要从以下几个方面处理工业所面对的问题:

1.购买光效较高的LED单元,留意用60℃高温下测出的LED电压和电流数据来挑选。选出电流共同的LED才适合于串联,选出电压共同的LED才适合于相关。现在民间作坊式的LED灯厂,假如做到LED购进后的60℃高温挑选,才能够有决心往下一道工序推动,否则会引发许多质量问题。

2.小功率LED灯,一串LED就能够了,需用恒流电源供电;而中、大功率LED灯需多串LED别离恒流供电,这就比较复杂了;还有既串又并的方格网络结构的LED方阵,有必要既恒流又稳压供电才好。

3.LED灯的死敌是高温,LED单元的伏安特性在不同的温度是有适当差异的。所以除了在60℃条件下挑选LED别离用于LED串联和并联之外,还需求有温度监测与补偿,才能够用散热办法操控LED灯泡的温升尽量小。LED温度愈高则光效愈低,光效与温度成反比;LED温度愈高则光衰愈大,寿数与温度成反比。不夸大的说,谁把握了LED灯泡散热的性价比、优异结构,谁就拿到了优势LED灯工业的决心确保。LED灯电源适配器中,留意电解电容这个对温度灵敏的器材:民品电解电容标志85℃;工业品电解电容温度标志105℃;专业级产品电解电容标志温度125℃以上。一分钱一分货,高牢靠性需从购买电解电容开端当心留意了。

4.LED灯具是科学与艺术的结合,包含灯火“照度”(勒克斯为单位,例如走廊灯下15勒克斯就能够了,书桌和教堂桌面需有60勒克斯以上才满意)。还有“色温”的“显色性”及是否需求调光等等光学的要求,满意眼睛和心思需求。为了上述意图,LED灯具自身需有电力电子学和热力学方面的考量,而整体而言,又有本钱约束和体积要求约束等等。所以说,LED工业入门简单,门槛不高,易发作一哄而上,碰到上述艺术学、光学、电学、热力学具体问题时,又将有多道沟坎,一次一次洗牌。

如今LED灯泡订单往往要求功率因数超越0.9,王希天不赞同这种要求。荧光灯电子镇流器广泛运用,构成的社会一致:功率因数愈高愈好。但为了进步功率因数不得不进步本钱,这对产销均晦气。再说,荧光灯是低气压电弧放电灯,是负电阻特性的光源,对电源环保(谐波问题)、EMC问题非常杰出。但是LED是正电阻特性的光源,LED灯自身不存在EMC问题,仅仅是为LED效劳的恒流适配电源。如用开关电源,才发作EMC问题。美国电网遍及有在线的谐波补偿设备,所以对5W或小于5W的LED灯泡没有PF的要求,就算超越5W的LED灯泡,也下降门槛只要求到达0.7或以上就能够了。不用参加有源功率同数补偿APFC开关电源(那会引发EMC问题),对生产本钱下降非常有利。这才是促进LED灯泡产销两旺的标准主旨。

“无电解电容计划”大有可为

现在单只LED出厂阐明书,除了标示光效每瓦流明目标之外,还有很诱人的长寿数,光衰万分之三十之前有数万到十多万小时的长寿数。但实际上有的LED灯运转没几天就不亮了,有的LED路灯在一阵雷雨之后,全线路灯都不亮了。王希天着重电源牢靠性非常重要,可用“木桶原理”进行阐明。LED技能未来在哪?中村修二与欧司朗高管...,电解电容是牢靠性最短的木条!假如要进步LED灯泡的牢靠性,有必要痛下决心抽掉最不牢靠的短板,这就是当时LED灯工业界遍及巴望“无电解电容的LED电源适配器”技能支持的原因。

王希天表明,最近留意到韩国首尔半导体宣扬推出一种“沟通LED”,据说是不用电解电容的,惋惜至今未拿到样品,无法证明是否真的无电解电容。别的,不少IC公司推出一个IC服侍数只功率不太大的LED计划,也不需任何元件,天然不需求电解电容了。还有一些企业正在尽力攻关中、大功率LED灯电源适配器,也声称不用电解电容,正承受大批量订单。

纵电力电子学而言,电解电容只不过是储存峰值电荷,以备随后短时放出储存电荷的。所以联想到电感也能够贮能,我国核聚变设备需储存非常大的能量,一起运用了“超导电感贮能”为主,“电容贮能”为辅的调配。电力电子学的两种根底计划,即升压有优异作用的“波斯特”(Boost)和降压有优势的“巴克”(BUCK),都以高频电感为贮能中心,辅以电解电容作滑润纹波。王希天以为假如用电力电子学技能手段能够完成满意小的纹波,那么不用电解电容来滑润纹波是可望可及的事了。

限于各企业的专利,王希天眼中的“无电解电容”高牢靠性LED电源适配器的计划如下:

(1)多相整流输出直流包络线为低纹波且不过零的计划。
(2)多相整流高频的频率尽量高(受限于肖氏二极管时延和同步整流场效应管开关时延),则上述输出直流包络线愈滑润,不用用电解电容。
(3)单相沟通电整流,与其沟通电源同频但相位移九十度的沟通电整流组成波纹也不过零,用非电解质小电容即可滑润纹波。
(4)单相沟通电用开关管整流(而不是用二极管整梳)的电路中注入沟通三次谐波也有显着下降纹波的作用。
(5)用互感器反相抵消高频纹波已可工程有用。特别适合于大电流负载使用。
(6)上述(5)如负载电流不太大,对纹波要求又很严厉时,无妨后边调配低压差电子滤波器,从原理上讲能够满意任何对纹波灵敏的用户,但本钱较高,功率也受影响。
(7)电力电子负反馈技能可下降纹波。
(8)上述(7)合作单片机发生巨细相同方向相反的纹波的“数字化自动抵消纹波”计划是很有远景的计划之一。
(9)发挥LED的电-光响应是纳秒(ns)级的优势,利用人眼视网膜的推迟特性,在短于0.1毫秒(不低于10KHz)之内用相似梳齿那样的脉冲来驱动LED发光,人眼看不出光的断续,即LED灯火闪耀。这是比直流LED灯进一步大幅度节电的计划,有不少单位正在尽力攻关之中,这也是不需求电解电容的计划之一。
(10)两只LED反向并联用交频恒流沟通电点灯,每只LED灯单灯作业高频半波发光,歇息半波不发光也不发热,往后LED大幅度降价之后,才是能够低本钱实施计划。

最终王希天总结了LED工业的难点与对策。

1)各地方及早调研当地LED工业各家企业的《厂标》,由当地很多企业的很多《厂标》群策群力。在当地LED协会或其他民间组织之中,构成“当地LED工业标准”,为出台《国标》打好根底。也像美国能源之星那样,出台更科学的我国特色LED灯泡标准!有规则好成方圆。
2)捉住“LED温度”这个牛鼻子做出好文章。
3)捉住“电解电容与LED寿数之间的距离”做更多牢靠性的LED电源匹配长寿数的LED灯。
4)转型的中心在于立异:“人无我有,人有我优,人优我效劳,人优效劳我价廉,打价格战不如晋级立异一代人无我有……”。
 


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