LED照明向智能化发展是大势所趋，当前的LED智能照明产品应用主要体现在可调光、调色温及监控，这对于LED驱动电源的设计也提出了新的要求，业内普遍推崇的智能化和模块化对驱动电源来说究竟意味着什么?何种电阻电容才能为模块化智能电源提供更好的稳定性和更长的寿命?IC驱动会否代替电源实现“灯芯合一”?这些问题都成为了行业关注的焦点，众多LED电源工程师在最近一次新世纪沙龙活动中，就“LED驱动智能模块化发展”这一话题发表了自己的看法。

 

　　智能电源“三特性”

　　中山盛大光电科技有限公司的产品经理林先生提出，智能电源应该具备输出电能可调性、控制电能多样性、广泛兼容性这三个特点。

　　1. 输出电能可调性，通过控制解决光衰：

　　相比较于传统电源的稳定输出值，智能电源能够不断探测输出情况去进行补偿，通过调整电流和电压的比值，达到恒流，从而实现恒定输出光线的目的。

　　2. 控制电能方式的：

      多样性：电能控制的方式主要分为AC端控制和DC端控制。AC控制中，电力线载波大多应用于户外，但因其局限性而限制了使用范围。分段调光现在仍主要应用于传统照明，利用在规定时间内开关墙壁上的开关来达到调光目的，即通过开关一二三次切换来达到调光的目的。此种方式无需额外调光元件，按现有安装方式，每盏灯均可实现调光。因为其调光完全由电源开关芯片内部控制，因此在全电压范围内，不管工作在何种亮度均可实现高效率与高功率因素，但是也正因此，只能按照预设的亮度循环调节，不能实现无级调光，电流调整率低。可控硅调光虽然应用非常广泛，但是现阶段仍无法非常好得进行控制。例如红外、声控、光控、雷达感应这些通过感应开关来进行调光的方式，也属于AC端控制。

　　林先生认为，相比较主流AC端控制，DC端控制是行业内各大相关企业都想努力发展的方向。可控性调光是一个替代市场，主要的替代对象就是传统照明。当传统照明渐渐萎缩，想要得到卓越的调光效果，甚至做出各种酷炫调光特效，DC控制中的PMW调光将有可能成为主流。“但这一趋势并不是一两年内就能够达到的。”林先生说。

　　3. 广泛的兼容性：

　　智能电源应该是一款能够在不同构架上运行的电源，拥有兼容全球民用电网、兼容多种控制系统以及兼容多种控制方式的能力。想要达到兼容全球民用电网的目的，应该向国际范围A/C兼容性规定的允许AC 90v-260v，50-60Hz的任意电压输入的电源，此范围涵盖了全球各个国家的民用电压标准，兼容性非常高。智能电源很少采用线控方式，而是更多采用例如Wifi等无线控制方式，如何做到和多种控制方式的完美兼容，也是需要解决的问题。

 

　　智能电源能够根据负载用途，灵活调整输出，即在现有节能基础上，根据光照环境需要进行调整，从而有效减少光污染，达到二次节能的目的。

　　因为智能电源能够根据使用环境，动态调整光输出，因此也就更能满足用户的个性化需求，例

　　如用户在不同时间段(白天和晚上)甚至不同情绪下对于光的需求和感受是不一样的，就要求电源能够随着使用环境和用户需求调整输出状态。

　　正是由于提高了对光的利用率，系统温度得到降低，因而延长了灯具的使用寿命。但是，因为LED电源在此种情况下都是满载工作，所以对电源整套的可靠性提出了更高的要求，如果没有用到有质量保证的元器件、电阻电容等，电源就极易发生故障。

 

      兼容性：智能电源模块化的重点

　　当前行业内，对于驱动电源模块化的普遍认识为：将光源、散热部件、驱动电源合成模块，批量生产，通过模具制造出标准化的LED照明产品。但是蒲承认为，驱动电源模块化的设计不止于此，他提出现阶段驱动电源模块化的设计，最重要的是考虑用户使用习惯，在此基础上，把电源内核做模块化设计，电源外围保持不变。“单纯的用端子的插拔进行设计，只是一个很肤浅的模块化设计，要做到真正的模块化设计，就要做到广泛的兼容性。”蒲承说。

　　从接口来看，即做到以某个标准或者习惯去定义接口属性。目前运用比较多的，例如高端智能RCU的接线方式，为螺丝刀拧接。因此，在目前来讲，仍可以沿用传统接口，来做模块化设计基础。

　　从功能来看，在智能电源的模块化设计上，并没有根本性的区别，也要做到同传统电源一样的电气性能、热管理、防护等级等。

　　与传统电源设计相比，模块化设计除了能够使得模块和电源拥有被组合、分解、更换的能力之外，还意味着其工作独立性的提高，即不会因为模块故障，而影响其他层级的工作。另外，模块化设计使得电源拥有可控性的特点，保证了电源工作状态的可追溯性，能够被多种状态监控并得到反馈信息。同时，电源的便利性也将大大提高，使其成为更易安装、使用、控制、携带。

 

　　电阻电容高要求

　　LED照明的一个重要的考虑因素，就是LED驱动电路与LED本身的工作寿命应该能够相提并论。虽然影响驱动电路可靠性的因素有很多，但其中电解电容对总体可靠性有至关重要的影响。为了延长系统工作寿命，需要有针对性地分析应用中的电容，并选择恰当的电解电容。

　　广州万丰电子有限公司技术中心副主任兼研发部高级经理陈先生讲解了液态电容和固态电容的区别。作为无源元件，传统液态电容的导电机理决定了其弱点：依靠电解液的离子进行导电，液体导电电阻大，且随温度的变化影响较大。导电聚合物固体电解质铝电解电容器，简称固态电容，也是电解电容其中之一，只是导电机理不同，采用导电聚合物的固体材料进行导电。

 

　　1. 固态电容的结构：

　　和传统铝电解电容器结构相似，有正负的铝箔。在正负铝箔之间，也有一层电解质隔开，只是传统的电解质只是为了吸收电解液，而现在的这层电解质是为了在生产初期将产品绝缘。传统的低压的固态电容将其解剖开，在铝箔之间只看到一层粉末，是经过碳化设计的，粉末当中又含进了导电聚合物的固体化导电材料。

     2. 固体电容的导电机理：

　　固体导电是怎样的原理呢?是靠电子空穴导电，可以将其比喻成一根铜线，用单体和氧化进行加热催化剂的化学反应以后，生产一个反应聚合物，夺去了其中每个分子中的电子，之后就具有了导电性。因为固态电容采用电子导电，所以有优异的频率特性。固电容从120HZ~100KHZ容量变化率极小，大幅提升电容高频下的滤波效果，实现用较低容量替代液态电容，实现电路小型化。

　　3. 固体电容的寿命：

　　固体电容使用温度每降低20℃，寿命*10倍。

　　因为不存在电解液的消耗，是靠电子移动进行导电，而液态电容，电子是依靠电解液中的离子进行导电，会跟铝箔直接产生化学反应，会加重铝箔的氧化层，所以液态电容使用时间长了之后，氧化膜会不断增加，增加之后使得合成比容降低，因为氧化物不断上升之后，介质厚度会发生变化。固态电容因为是靠电子导电，不存在离子的消耗，所以寿命非常的长。

      4. 固态电容的特性：

　　(1)固态电容的使用寿命，能够有效解决LED驱动电源寿命短板。

　　(2)优异的频率特性，固电容从120HZ~100KHZ容量变化率极小，大幅提升电容高频下的滤波效果，实现用较低容量替代液态电容，电路小型化。

     (3)良好的低温特性，即使在-65℃下固态电容仍保持70%容量，彻底解决LED低温启动问题。

     (4)超低的ESR特性，大幅提升电容耐波纹能力。

 

      IC驱动设计的未来

　　 如果说驱动电源之于LED就如同心脏之于人类，那么IC驱动就是为心脏提供跳动能力的ATP，其重要性不言而喻。中山大皇电子有限公司副经理赵先生指出，就现阶段，LED驱动技术以拓扑结构为主，有厡边反馈方案，BUCK电路方案，BUCK-BOOST电路方案。

 

　　(一)PSR反激方案原理图(低端)

　　低端厡边反馈结构的变压器需要三个绕组，在两个绕组的基础上有一个辅助绕组。属于隔离方案。

    (二)PSR反激方案原理图(高端)

　 高端厡边反馈结构的变压器只需要两绕组，在C4省略或小电容时，可以做高功率因数的方案。属于隔离方案。

    (三)BUCK电路方案

　 BUCK电路，属于非隔离方案，也可以分为低端和高端。

    (四)BUCK-BOOST电路方案

　 BUCK-BOOST电路属于非隔离方案，需要电感。

 

      这么多拓扑结构如何选择?推荐从功率的角度选择结构。输出的电流小于90毫安，选用BUCK-BOOST或线性，90毫安到150毫安用BUCK，150毫安以上推荐用反激。但是以上的隔离和非隔离电源都存在一定的缺点。首先，由于均使用到变压器和电感，相对成本高;第二，由于绕组多导致驱动电源复杂，环路调试难度高;另外，由于所运用到的器件多，生产难以控制和把握，因此产品的可靠性也就随之降低;其次，EMI要加器件进行特殊处理，增加了难度;最后，驱动IC与LED灯无法集成到一个铝基板上。

      面对如此多的问题，IC驱动将何去何从?赵春波认为，LED驱动技术的未来是灯芯合一，也称“去电源化”“无电源模块”或“HV-COB-LED”。

      为了达到这一目的，HV-COB灯不断提高流明和封装技术，IC也在向线性恒流发展，将灯与IC封成一个COB。