主导未来通用照明市场的高压LED

HV LEDs 应用技术

HV LEDs 应用技术相比于LV LED 的应用技术而言是十分的简单，HVLEDs 的典型应用方案：AC → 整流桥堆 → 电流调节二极管 → HV LEDs ，没有线路复杂、体积臃肿的驱动电源，没有短命的铝电解电容器，没有大的散热器。整个系统电路，只用了一个整流桥堆，一个电流调节二极管（CRD=CurrentRegulation diode），如图4 所示。


图 4 HV LEDs 简洁的应用电路

系统电路的整流桥堆将来自电网的交流电（AC）变换成直流电（DC），电流调节二极管（CRD）稳定电流，满足HV LEDs 需要一个恒定的IF 电流要求。

采用高压 LEDs 来开发LED 通用照明灯具产品，由于无AC/DC 电源、无变压器、无电阻等，总体功耗可以大大降低，采用小电流工作从而大幅降低对散热外壳的设计要求。以高压蓝光1W LEDs 为例，它的正向压降高达50V，也即它只需20mA 驱动电流就可以输出1W 功率，而低压LED 正向压降为3V 的1WLED，需要350mA 驱动电流才能输出1W 功率，因此同样输出功率的高压LEDs在工作时耗散的功率要远低于低压LED，这意味着散热铝外壳的成本可大大降低。高压LEDs 可以带来LED 照明灯具成本和重量的有效降低，但其更重要的意义是大幅降低了对散热系统的设计要求，从而有力扫清了LED 照明灯具进入室内照明海量市场的最大技术障碍。

HV LEDs 与LV LED 应用电路不同

HV LEDs 与LV LED 应用电路不同从图5 可以很清楚的比较，LV LED 在LED 照明灯具里必须使用AC/DC 的驱动恒流电源，因为LV LED 的VF=3.2V、IF=350-700mA；HV LEDs 在LED 灯具中的应有只需一个AC/DC 的整流桥堆和一个电流调节二极管，因为它的VF=50-270V、IF=20mA；相比应用成本和应用空间都很小。


图 5 HV LEDs 与LV LED 应用不同

HV LEDs 与LV LED 市场前景

HV LEDs 由于应用技术简单，系统电路使用周边元器件佷少，适用需要低价的家用照明海量市场，很有可能主导未来通用照明市场；LV LED 可以在灯光的颜色、亮度等方面作多种技术设计和调整，适用于商业照明市场，如商场、酒店、宾馆等公共商业场所。
隔离、非隔离电路方案与安全之争

隔离、非隔离电路方案与安全之争在近几年的 LED 照明灯具的电路方案中争论不休。其实自白炽灯发明和进入千家万户点亮照明的百年以来，虽是地道的非隔离方案，但一直是比较安全的，人们不会在白炽灯点亮时用手去摸弄它，除非电工师傅。因此非隔离的电路方案灯具产品也占有很大的市场份额。LEDs 目前的应用电路虽是非隔离电路方案，但是它的应用电路简洁、占用空间很小、生产成本较低，应当是进入千家万户照明海量市场受欢迎的新一代LED 照明产品。

是否需要配套高压恒流源驱动集成电路

针对目前 HV LEDs 的简洁应用电路，是否需要配套高压恒流源驱动集成电路？以便按照LED 需要恒流源才能可靠工作的原理，应当引起我们LED 照明工程师和集成电路设计制造商的关注，LED 照明毕竟是一个世界级的巨大市场。看来是很有必要开发一批适用于HV LEDs 的高压恒流驱动集成电路，以提高HVLEDs 应用电路的恒流精度和稳定性、可靠性，值得集成电路设计公司去创新设计，创造新一代电源集成电路产品。

LED 照明三箭并矢共争繁荣

传统的 LV LED 用恒流源驱动发光的方案、AC LED 用AC LED 光源兼做整流和发光体的方案、HV LEDs 使用整流桥堆和CRD 稳流使高压LEDs 发光的方案，这三种LED 光源产品及其LED 照明灯具产品都将在近三五年内盛行，共争市场繁荣（图6）。世界社会将在分享它们的给人类带来的恩泽。HV LEDs 虽有如上优势，是否会在家用照明海量市场胜出，还需拭目以待。



参考资料
《绿色照明LED 灯具驱动技术》颜重光 2008-9-16
《发展迅速的AC直接驱动LED光源技术》颜重光 2009-02
《LED照明灯具市场营销策略新思维》颜重光 2010-10-28
《晶元光电网上技术资料》 晶元光电 2011-05-08
《高压LED 基本结构及关键技术介绍》晶元光电 2011-05-31