广西大学副教授王希天：无电解电容大作为 LED价格战不如创新战

广西大学副教授王希天：无电解电容大作为 LED价格战不如创新战
2010-11-30 15:07:29 LED环球在线行业分类:驱动控制浏览

　　产业中流传谚语：“一流利润在制订标准，二流利润在专利竞争，三流利润在名牌战略，四流利润才是价格大战”.2009年11月公告的《美国能源之星LED灯泡规范》具有里程碑意义。

　　 “无电解电容方案”大有可为

　　现在单只LED出厂说明书，除了标注光效每瓦流明指标之外，还有很诱人的长寿命，光衰万分之三十之前有数万到十多万小时的长寿命。但实际上有的LED灯运行没几天就不亮了，有的LED路灯在一阵雷雨之后，全线路灯都不亮了。王希天强调电源可靠性非常重要，可用“木桶原理”进行说明。电解电容是可靠性最短的木条！如果要提高LED灯泡的可靠性，必须痛下决心抽掉最不可靠的短板，这就是当前LED灯产业界普遍渴望“无电解电容的LED电源适配器”技术支持的原因。

　　王希天表示，最近注意到韩国首尔半导体宣传推出一种“交流LED”,据说是不用电解电容的，可惜至今未拿到样品，无法证明是否真的无电解电容。另外，不少IC公司推出一个IC伺候数只功率不太大的LED方案，也不需任何元件，自然不需要电解电容了。还有一些企业正在努力攻关中、大功率LED灯电源适配器，也宣称不用电解电容，正接受大批量订单。

　　纵电力电子学而言，电解电容只不过是贮存峰值电荷，以备随后短时放出贮存电荷的。于是联想到电感也可以贮能，中国核聚变设备需贮存非常大的能量，同时运用了“超导电感贮能”为主，“电容贮能”为辅的搭配。电力电子学的两种基础方案，即升压有优异效果的“波斯特”（Boost）和降压有优势的“巴克”（BUCK），都以高频电感为贮能核心，辅以电解电容作平滑纹波。王希天认为如果用电力电子学技术手段可以实现足够小的纹波，那么不用电解电容来平滑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”高可靠性LED电源适配器的方案如下：

　　（1）多相整流输出直流包络线为低纹波且不过零的方案。

　　（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平滑，不必用电解电容。

　　（3）单相交流电整流，与其交流电源同频但相位移九十度的交流电整流合成波纹也不过零，用非电解质小电容即可平滑纹波。
（4）单相交流电用开关管整流（而不是用二极管整梳）的电路中注入交流三次谐波也有明显降低纹波的效果。

　　（5）用互感器反相抵消高频纹波已可工程实用。特别适合于大电流负载应用。

　　（6）上述（5）如负载电流不太大，对纹波要求又很严格时，不妨后面搭配低压差电子滤波器，从原理上讲可以满足任何对纹波敏感的用户，但成本较高，效率也受影响。

　　（7）电力电子负反馈技术可降低纹波。

　　（8）上述（7）配合单片机产生大小相同方向相反的纹波的“数字化主动抵消纹波”方案是很有前景的方案之一。

　　（9）发挥LED的电-光响应是纳秒（ns）级的优势，利用人眼视网膜的延迟特性，在短于0、1毫秒（不低于10KHz）之内用类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灯光闪烁。这是比直流LED灯进一步大幅度节电的方案，有不少单位正在努力攻关之中，这也是不需要电解电容的方案之一。

　　（10）两只LED反向并联用交频恒流交流电点灯，每只LED灯单灯工作高频半波发光，休息半波不发光也不发热，今后LED大幅度降价之后，才是可以低成本实施方案。

　　 LED产业的难点与对策

　　（1）各地方及早调研当地LED产业各家企业的《厂标》，由当地众多企业的众多《厂标》集思广益。在当地LED协会或其他民间组织之中，形成“当地LED产业规范”,为出台《国标》打好基础。也像美国能源之星那样，出台更科学的中国特色LED灯泡规范，有规矩好成方圆。

　　（2）抓住“LED温度”这个牛鼻子做出好文章。

　　（3）抓住“电解电容与LED寿命之间的差距”做更多可靠性的LED电源匹配长寿命的LED灯。

　　（4）转型的核心在于创新：“人无我有，人有我优，人优我服务，人优服务我价廉，打价格战不如升级创新一代人无我有”。

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