针对室内照明的新一代LED模组

　　安森美的郑兆雄认为LED照明设计过程中还有一项重要挑战，那就是要保持照明系统或光源的不同组件有尽可能高的能效。应该把光源看作是完整系统，将LED、用于散热的散热片、光学组件，以及电子驱动电路看成一个整体，确保每个组件的设计都提供最大能效。他表示。

　　在实际操作中，瑞丰光电将上述观念模组化，推出了室内照明模组化解决方案。模组化就是将光源、散热部件、驱动电源组成模块批量生产，通过模具制造出标准化的LED照明产品。''瑞丰光电研发中心大功率LED模组开发部主管刘鑫表示，“尽管目前本土企业在LED外延片和芯片方面无法绕过国外企业的专利壁垒，但模组的批量生产具有价格优势，特别对下游LED照明应用企业来说是一个不错的选择。”

　　现在很多企业在球泡灯中加入3520、5050等小功率LED光源用于室内照明，但产品往往存在眩光过强、热处理不够、寿命短、成本高、颜色差异大等问题。“我们认为，将传统灯泡装上LED光源，完全不等同于半导体照明。”刘鑫表示，“LED要想真正走入千家万户，就要发挥其优势，而这应该是一个系统化工程，包括电源系统、LED光源、驱动系统、光学系统、外观结构设计、散热系统、智能控制系统等多个方面。”

　　正如前面提到的，光品质包括演色性、空间均匀性、色彩一致性、无眩光等。瑞丰光电的模组光源解决方案，通过植入色光LED芯片来提升整体光源的演色性，或单一演色性。因为在LED光谱中，红色和绿色这两段较低，如果把绿光芯片和红光芯片串在白光模组中，可以对演色性有非常本质的提升。''刘鑫解释道。由于整体光效靠白光来提升，演色性靠其他芯片的光去来提升，这样做还有助于将光效与演色性分立。

　　“空间均匀性和色彩一致性，首先通过对物料进行选择与优化得以改善。”刘鑫表示。这里的物料选择包括荧光粉和芯片。封装时，可以利用设备去检验芯片以及荧光粉进料激发出的波长有多宽，从而检验来料是否符合要求。其次是模组电源内电路的设计，要考虑到整个模组的串、并情况。第三是要进行严格的制程控制，包括最直接的，就是荧光粉涂布的方式以及多少，这对色彩一致性有很大影响。最后，还要进行物料可靠性控制。

　　随着LED光效的提升，刘鑫认为眩光问题在今后的LED照明设计中将会更加凸显。模组电源通过结构的优化设计，例如使用反射杯来降低眩光。而这也正是瑞丰光电在结构上的创新设计之一，加入反射杯，可以很大程度地减少每颗LED芯片发出光的损失，与此类似的还有加一次透镜、表面粗化处理等，与模组结合都可以提高出光效率。

　　光的寿命包括两个部分，一个是亮度寿命，一个是颜色寿命。亮度寿命直接影响到光源的运行成本，在寿命控制中，首先要考虑的是散热设计。模组光源通过结构设计来解决这个问题。寿命和散热有直接关系，包括芯片、原料，其最直接的寿命影响就来自于热。蓝光的出光效率和荧光粉，都跟结温有很大关系。一般情况下，LED的结温每升高10度，其寿命就会降低一半。刘鑫补充道，''模组在解决热阻方面有其优势。目前LED应用灯具的热阻主要包括LED芯片、封装材料、支架、贴到电路板上的热阻、二次应用系统热阻，如果能够省去中间某个环节，其实就把整个应用过程的热阻省了很大一部分。而使用模组解决方案，可以直接省去了支架热阻和客户买回去以后的再贴片热阻。

　　目前，由于LED灯具类标准的滞后，市场上LED驱动电源主要采取客户定制的运作模式，因此LED灯具 普遍存在电压、电流、功率等级不规范，以及空间有限、散热条件差、电源能耗影响灯具环境温度等问题。飞兆半导体深圳分公司技术市场部经理钱家法表示，不同功率等级的LED应用可能遭遇不同的问题。例如，小功率应用可能由于空间太小导致驱动板无法安置，而安规距离不够、恒流精度不够、温度太高等也是可能出现的问题;中功率应用通常采用PFC+PWM两级架构，从而导致整体成本过高;而大功率对PFC和恒流的精度要求都很高，直接带来的问题是电路复杂、零件多，PFC和主电流时序需要控制，而且效率低下。针对各种不同的应用场合，飞兆半导体推出了多种LED驱动器解决方案，包括用于室内照明的低功率反激式(PSR & SSR)方案、用于室外照明的大功率AHB和LLC方案，以及用于电视机背光照明的多通道驱动解决方案等等。

　　黎志远指出，工程师在设计LED驱动电路的过程中最可能遇到的两个问题是：如何通过电磁干扰检定，以及电路之间的互扰可能造成工作不正常。NS的LM3402/4HV芯片针对DC-DC转换器市场，不仅电源转换效率更高，而且具有较强的抗电磁干扰能力。面向通用照明 ，NS推出的LM3445芯片可以利用三端双向可控硅(TRIAC)调光器调控LED灯泡亮度。黎志远表示：只要采用LM3445解决方案，目前市场上普遍采用的传统灯泡如A灯泡、PAR灯泡、天花射灯等都可改用LED灯泡。

　　该产品与安森美的NCL3000功能类似。NCL3000是一款单段式功率因数校正TRIAC可调光LED驱动器，用于8W-25W功率的住宅及商业AC-DC供电LED照明应用，使用临界导电模式(CrM)反激架构，以单段式拓扑结构提供大于0.95的高功率因数，因而省却DC-DC转换段。恒定导通时间CrM工作特别适合于隔离型反激LED应用，因为控制原理简单，即使在低功率电平时，也能够提供极高能效，这在LED照明领域很重要，目的是符合''能源之星''固态照明规范等各种规范要求及整体系统光效要求。

　　文章来源：半导体照明