福特斯歷時兩年成功解決LED驅(qū)動電源核心問題

時間:2014-03-28

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:驅(qū)動電源的作用不容小覷,其質(zhì)量能直接對燈具質(zhì)量構(gòu)成影響。但外購驅(qū)動的質(zhì)量、壽命、功能實在不能滿足福特斯高技術(shù)、高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的“三高”規(guī)則,在權(quán)衡利弊以后,福特斯決定自主研發(fā)能滿足產(chǎn)品需要的高品質(zhì)驅(qū)動電源。

LED作為光源的新興照明方式,人們在追求其高科技的同時,往往忽略了產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)是否跟得上,導(dǎo)致LED照明產(chǎn)品一直被質(zhì)量問題困擾。其實,制約LED照明質(zhì)量的因素可主要理解為兩個,一為光衰;二為驅(qū)動電源匹配。而現(xiàn)階段LED技術(shù)的飛躍在于:光效提高了,光衰得到了控制。由此,驅(qū)動電源的相關(guān)問題一下子被推向了風(fēng)口浪尖,成為了LED產(chǎn)品的核心問題。

大部分LED照明廠家對于驅(qū)動電源問題不以為然,為了節(jié)約成本與生產(chǎn)工序,均采用外購方式,以價格決定驅(qū)動電源。這樣不能保證驅(qū)動電源是否達(dá)到國家認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),是否符合燈具要求。

據(jù)福廣東福特斯照明有限公司(下稱“福特斯”)工程部林經(jīng)理介紹,為了保證產(chǎn)品質(zhì)量,福特斯照明絕大部分產(chǎn)品實行自產(chǎn),包括LED驅(qū)動電源。其實福特斯早年是以生產(chǎn)燈帶起家,經(jīng)歷了約10年時間,其燈帶生產(chǎn)技術(shù)已達(dá)到登峰造極的水平。

在這個時候,福特斯瞄準(zhǔn)了燈具市場的需要,把目光投向家居照明這一領(lǐng)域,適逢其時推出LED家居照明產(chǎn)品。基于剛開始產(chǎn)品轉(zhuǎn)型,生產(chǎn)和設(shè)備還不太完善,福特斯當(dāng)時的驅(qū)動電源都是以外購方式引入。

但在研發(fā)過程中,福特斯逐漸發(fā)現(xiàn),驅(qū)動電源的作用不容小覷,其質(zhì)量能直接對燈具質(zhì)量構(gòu)成影響。但外購驅(qū)動的質(zhì)量、壽命、功能實在不能滿足福特斯高技術(shù)、高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的“三高”規(guī)則,在權(quán)衡利弊以后,福特斯決定自主研發(fā)能滿足產(chǎn)品需要的高品質(zhì)驅(qū)動電源。

對于剛開始研發(fā)LED驅(qū)動電源的福特斯來說是遭遇重重困難。而且研發(fā)是一個過程而非一下子能見效,投入的時間無法確切估計。

從研發(fā)項目的申請、審批、立項到下達(dá)任務(wù)等前提工作已經(jīng)耗時幾個月,接下來便是付諸行動。除了時間上的付出,還有金錢投入。

首先是設(shè)備問題,研發(fā)LED驅(qū)動的配套設(shè)備是一項大投入,對于剛開始產(chǎn)品轉(zhuǎn)型,資金較為緊張的福特斯來說真是捉襟見肘,但基于產(chǎn)品質(zhì)量的考慮,福特斯還是決定下重本,想盡辦法調(diào)動資金解決設(shè)備問題。待設(shè)備完善后,便是技術(shù)上的難題。

據(jù)介紹,原來LED驅(qū)動電源存在恒流與恒壓之分。恒壓源在允許的負(fù)載情況下,輸出的電壓是恒定的,不會隨負(fù)載的變化而變化。通常用于小功率LED模塊及小功率LED燈條等產(chǎn)品。

恒流源就是在負(fù)載變化的情況下,能相應(yīng)的調(diào)整自己的輸出電壓,使輸出電流保持不變,通常用在大功率LED和高檔小功率產(chǎn)品上,但相對而言價格較高。根據(jù)LED電流和電壓特點,比較理想的是使用恒流驅(qū)動。它能避免LED正向電壓的改變而引起電流變動,同時恒定的電流使LED的亮度穩(wěn)定。從使用壽命考慮,恒流源LED驅(qū)動更勝一籌。

所以福特斯照明決定著手研發(fā)LED恒流驅(qū)動電源,但恒流電源價格偏高,這樣會提高整燈的成本。而當(dāng)時的LED照明市場,商家都在打價格戰(zhàn),比拼的不是質(zhì)量,而且價格,這樣的環(huán)境下,要用好的驅(qū)動,福特斯便要冒著較高的市場風(fēng)險。但考慮到價格并非持久之戰(zhàn),因為低價買回垃圾始終也是浪費,消費群體基于自身的利益,最后肯定會選擇質(zhì)量好,使用方便和壽命長的產(chǎn)品,所以福特斯堅決研發(fā)恒流驅(qū)動。

在LED驅(qū)動電源的研發(fā)過程中,福特斯經(jīng)過各項大小實驗與測試,摸出幾大規(guī)律:可靠性、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)換效率、抗干擾等都是LED驅(qū)動電源的核心問題,也是判定驅(qū)動電源優(yōu)質(zhì)與否的關(guān)鍵所在。所以福特斯照明通過層層分析,最終決定從材料的把關(guān)與技術(shù)的掌控來解決LED驅(qū)動電源這幾大核心問題。

可靠性

LED驅(qū)動電源的可靠性一般體現(xiàn)在安全、壽命、使用環(huán)境三方面。環(huán)境因素是指防水、阻燃的功能。室外照明LED驅(qū)動電源的外殼普遍是針對防水功能研發(fā),主要是抵擋雨水的入侵。

福特斯考慮到室內(nèi)燈具環(huán)境因素,對驅(qū)動外殼要求起到防火的作用。外殼采用防火藍(lán)底透明高品質(zhì)PC材料注塑成型,防火等級可達(dá)到94-V0,絕對滿足LED驅(qū)動電源對環(huán)境方面的要求。

對于安全因素方面,福特斯采用過3C認(rèn)證雙層絕緣PVC電源線配合絕緣PC材料外殼,驅(qū)動板設(shè)計完全通過國家安規(guī)標(biāo)準(zhǔn):GB19510.1-2009,GB19510.14-2009,GB7000.1-2007等要求,以達(dá)到最佳安全效果。

此外,驅(qū)動的安全因素還可通過高溫測試來判斷,把驅(qū)動電源放進(jìn)高溫烤箱(溫度設(shè)置在85℃或更高)通電點亮,保持高溫環(huán)境下存放,驅(qū)動在不常規(guī)的環(huán)境下工作,其保護(hù)功能都能發(fā)揮得淋漓盡致,待72小時后取出,驅(qū)動電源仍能照常工作則視為符合安全標(biāo)準(zhǔn)。

而在壽命方面,電容電解的選擇極其重要,它在一定程度上決定了整個電源的壽命。福特斯除了采用Aish艾華20000小時長壽命電容電解外,還對電源線路進(jìn)行大面積散熱設(shè)計,這樣二合一有效降低溫升,進(jìn)而提高器件使用壽命,增加LED驅(qū)動電源的可靠性。

功率因數(shù)

要提高驅(qū)動電源的功率因數(shù),通常要采用PFC電路,就是說驅(qū)動電源的設(shè)計中,要加入“功率因數(shù)調(diào)節(jié)”電路。而PFC技術(shù)包括無源PFC及有源PFC兩種。無源PFC方案的體積較大,需要增加額外的元件來更好地改變電流波形,才能夠達(dá)到約0.8或更高的功率因數(shù)。

福特斯對于提高驅(qū)動電源的功率因數(shù)則采用了有源PFC。其主要思路是:按照某種方法或者規(guī)律控制開關(guān)管的通斷,將輸入電流波形矯正為與輸入電壓波形頻率相同、相位相同且非常接近正弦波的波形,以提高功率因數(shù)和抑制諧波。

另一方面,要對輸出電壓進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)。有源PFC技術(shù)對功率因數(shù)的提高效果顯著,可以實現(xiàn)接近于1的高功率因數(shù)。這與福特斯照明的研究數(shù)據(jù)十分吻合:采用PFC電感,恒功率控制,功率因數(shù)達(dá)到0.99。

轉(zhuǎn)換效率

LED是節(jié)能產(chǎn)品,驅(qū)動電源必需符合節(jié)能的要求。驅(qū)動電源的轉(zhuǎn)換效率高低,尤為重要。電源的效率高,它的耗損就小,在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小,也就降低了燈具的溫升,轉(zhuǎn)換效率越高,體現(xiàn)出節(jié)能效果越好。

在這一方面,福特斯引進(jìn)美國、臺灣等著名品牌芯片,在IC方案設(shè)計方面要求最大限度降低芯片內(nèi)部損耗,另外,采用DC-DC高效轉(zhuǎn)換器,它能將一次電源單一的輸出電壓進(jìn)行二次變換,變成各種需要的電壓,提供給芯片,這樣能極大提高驅(qū)動電源的轉(zhuǎn)換效率,使轉(zhuǎn)換效率達(dá)到90%或以上。

抗干擾

受外在環(huán)境及內(nèi)部因素影響,LED驅(qū)動電源很容易被干擾而不能正常工作,因此,福特斯認(rèn)為驅(qū)動電源在設(shè)計階段就應(yīng)考慮到抗干擾的問題。LED驅(qū)動的抗干擾能力主要體現(xiàn)在抗電磁波干擾。目前抗干擾(EMI)的技術(shù)措施主要是通過電子元件進(jìn)行屏蔽、接地(浮地、單點地和接地網(wǎng))與濾波。

另外,電子變壓器內(nèi)部布局、布線必須合理設(shè)計,才能提高抗EMI的效果。在電子元件選用方面,福特斯建議選擇符合安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)品牌,這樣能保證驅(qū)動電磁干擾符合國際標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)介紹,福特斯從方案立項、產(chǎn)品研發(fā)、測試到產(chǎn)品出爐需時整整兩年,最后出爐的LED驅(qū)動電源必須符合并通過各類標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,這樣對于燈具質(zhì)量才能起到很好的保證。而一些不具備資質(zhì)的小型廠家,研發(fā)一個驅(qū)動電源只需要一個月甚至一星期便可,粗制濫造的過程使產(chǎn)品完全達(dá)不到各項安全標(biāo)準(zhǔn),但在銷售的時候,廠家卻按照高品質(zhì)驅(qū)動的性能來宣傳,商家若對驅(qū)動電源了解不深,則很容易“上當(dāng)”。

福特斯經(jīng)過兩年時間的努力,現(xiàn)在成功開發(fā)從3w-72w防水以及不防水電源,并且均通過國家CQC認(rèn)證,部分型號還通過VDE認(rèn)證和UL認(rèn)證。福特斯立志做國際一流品質(zhì)的LED電源,為其LED燈具提供最佳品質(zhì)保證。

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