把握分析LED應用市場研發(fā)設計思路
中國LED產(chǎn)業(yè)起步于上世紀80年代,先后經(jīng)歷了進口芯片封裝→進口外延片封裝→自制材料和器件等幾個階段。目前,國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展比較成熟,LED產(chǎn)業(yè)上游包括原材料和襯底等環(huán)節(jié),中游包括外延和芯片等環(huán)節(jié),下游包括封裝、應用等環(huán)節(jié)。目前我國LED產(chǎn)業(yè)集中在產(chǎn)業(yè)鏈下游,企業(yè)規(guī)模小,研發(fā)能力不強,企業(yè)眾多,與國外技術水平差距較小,難以形成獨特競爭力。我國上游產(chǎn)業(yè)企業(yè)與國際先進水平比較,整體上一般芯片的亮度、發(fā)光效率、抗靜電能力、抗漏電能力以及品質控制水平與國際廠家仍有差距,同時能滿足市場需要且規(guī)模化生產(chǎn)的企業(yè)少。面對火爆的LED市場我們究竟要做些什么?
一、半導體照明應用中存在的問題
1、散熱
2、缺乏標準,產(chǎn)品良莠不齊
3、存在價格與設計品質問題,最終消費者選擇LED照明,缺乏信心
4、半導體照明在電氣設計方面與傳統(tǒng)照明有很大差別,傳統(tǒng)燈具企業(yè)需要經(jīng)驗/技能積累過程
5、大家都看好該市場,但是還沒有規(guī)模上量
特點:
1、通過調整高精度恒流芯片,保證LED亮度、色度的一致性,在模塊一級為下游客戶提供標準的、定制的、可靠的高品質產(chǎn)品;
2、新老燈具設計廠家,不要過于復雜的電氣設計,只需在外部加上傳統(tǒng)的恒壓電源即可工作的簡潔線路設計,是最快也是最可靠方式;
3、解決LED照明市場大規(guī)模上量的技術和品質問題。
二、散熱設計
1、最短的熱傳到路徑,減小熱傳導阻力;
2、增大相互傳導面積,增加熱傳到速度;
3、合理的計算設計散熱面積;
4、有效的利用熱容量效應。
中國LED產(chǎn)業(yè)起步于上世紀80年代,先后經(jīng)歷了進口芯片封裝→進口外延片封裝→自制材料和器件等幾個階段。目前,國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展比較成熟,LED產(chǎn)業(yè)上游包括原材料和襯底等環(huán)節(jié),中游包括外延和芯片等環(huán)節(jié),下游包括封裝、應用等環(huán)節(jié)。目前我國LED產(chǎn)業(yè)集中在產(chǎn)業(yè)鏈下游,企業(yè)規(guī)模小,研發(fā)能力不強,企業(yè)眾多,與國外技術水平差距較小,難以形成獨特競爭力。我國上游產(chǎn)業(yè)企業(yè)與國際先進水平比較,整體上一般芯片的亮度、發(fā)光效率、抗靜電能力、抗漏電能力以及品質控制水平與國際廠家仍有差距,同時能滿足市場需要且規(guī)?;a(chǎn)的企業(yè)少。面對火爆的LED市場我們究竟要做些什么?
一、半導體照明應用中存在的問題
1、散熱
2、缺乏標準,產(chǎn)品良莠不齊
3、存在價格與設計品質問題,最終消費者選擇LED照明,缺乏信心
4、半導體照明在電氣設計方面與傳統(tǒng)照明有很大差別,傳統(tǒng)燈具企業(yè)需要經(jīng)驗/技能積累過程
5、大家都看好該市場,但是還沒有規(guī)模上量
特點:
1、通過調整高精度恒流芯片,保證LED亮度、色度的一致性,在模塊一級為下游客戶提供標準的、定制的、可靠的高品質產(chǎn)品;
2、新老燈具設計廠家,不要過于復雜的電氣設計,只需在外部加上傳統(tǒng)的恒壓電源即可工作的簡潔線路設計,是最快也是最可靠方式;
3、解決LED照明市場大規(guī)模上量的技術和品質問題。
二、散熱設計
1、最短的熱傳到路徑,減小熱傳導阻力;
2、增大相互傳導面積,增加熱傳到速度;
3、合理的計算設計散熱面積;
4、有效的利用熱容量效應。
輸出驅動電壓選擇:
20W以內(nèi)市電驅動時48V左右比較合適;
較大的功率市電驅動輸出電壓36V左右最合適;
離線式照明大部分是12V和24V電壓。
特點:
基于串并聯(lián)安全考慮出負載合適的驅動電壓值,盡量統(tǒng)一電壓值減小電源設計規(guī)格成本;
基于安規(guī)規(guī)定,產(chǎn)品設計要符合認證要求,流峰值超過42.4Vac或直流超過60Vdc的電壓 ;
從解決LED照明市場大規(guī)模上量的技術和品質問題考慮。
三、最高效率后端驅動方式
當輸出電壓在48V左右時,低壓差線性恒流器件恒流效率高達99%,恒流精度±3%以內(nèi),不受任何外圍器件影響;當輸出電壓在36V左右時,低壓差線性恒流器件恒流效率高達98.6%,恒流精度±3%以內(nèi),不受任何外圍器件影響; 就算在離線式照明部分,較低的電壓12V和24V,也分別有96%和98%的效率;功率大小效率是相等的。
特點:最高效的驅動恒流架構;最高精度的恒流方式,受外圍器件影響最小 ;簡潔、方便、實用。
四、恒流消耗的功耗已達到可以忽略的程度
在深圳CYT公司實驗室,我們已經(jīng)驗證到后端恒流效率達到99.99375 %,到了可以完全忽略的地步;
未來我們用1年時間完成這一設計成就,十多人的IC設計團隊和強有力的電源廠家合作,會盡快完成這一目標。
五、AC-DC設計
開關電源發(fā)展到今天是多年積累的結果,短期內(nèi)AC-DC直接恒流不可突破;恒壓和恒流是矛和盾的關系,必須要分開考慮;恒流源負載調整率是1%(mA)/V,達不到恒流效果;想法越多成本越高,與風險成正比。
特點:
要合理的利用現(xiàn)有的開關電源資源,是最經(jīng)濟的;
恒壓和恒流技術結合是必然的;
在穩(wěn)定的產(chǎn)品技術上創(chuàng)意才是有效的。
與開關恒流方式比較
六、LED組合化封裝是未來發(fā)展趨勢
模組的組合設計能有效的降低一次性封裝成本;分散的封裝形式有利于減低散熱設計成本;選擇國產(chǎn)的鋁基PCB板材;便于光學設計;電源設計簡化;封裝形式多樣;有利增強國產(chǎn)LED競爭力。從去年深圳《電源網(wǎng)》交流會提出以來,接受這一架構的只有成功,沒有失??!
七、封裝結構‘綁架’了我們光學效果設計
這是Cree、Nichia、Lumileds、OSRAM 具有代表性的幾款封裝。要設計產(chǎn)品,首先要確定用誰的LED封裝結構;接下來考慮怎樣適應這些封裝形式; 由我們選擇的機會不多,光學結構是建立在這些封裝之上的;我們很多創(chuàng)意不能很好的發(fā)揮。
燈具設計是千變?nèi)f化的,怎樣才可以擺脫這一局面?
八、模組化封裝與恒流技術結合
在PCB板級設計LED封裝,實現(xiàn)容易成本低廉;大家集思廣益,都能開發(fā)出不同類型的封裝形式;整合恒流技術與配光參數(shù)后的功率LED基礎上設計產(chǎn)品;有效的應對日新月異、千變?nèi)f化的LED燈具需要;電源部分,只采用現(xiàn)有傳統(tǒng)開關恒壓電源供電;提高產(chǎn)品投放速度,燈具設計簡便實用,成本大幅度的降低;還可以避開前沿LED封裝專利圍堵。
注意:
國內(nèi)有8000家以上LED封裝企業(yè),完整的LED生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈,多元化發(fā)展力量是顯而易見的。結果,必將會使我國LED事業(yè)發(fā)展于世界前列。
九、按電壓標稱值封裝
LED恒流驅動革新技術在深圳CYT誕生,我將它命名為《功率LED恒流集成封裝》技術,簡稱《模組封裝》;此技術是LED封裝技術的基礎上直接整合低壓差線
評論