LED如何才能大行其道

中心议题：

* 网友对LED的各种看法

随着LED产业的蓬勃发展，LED的品种越来越多，特性也越来越复杂。为了能最大限度地发挥LED的性能，也为了尽量避免由于不当驱动而造成的LED损坏，加强这方面的交流是十分必要的。现在整个LED行业正在以极高速度向前发展，全球金融危机也没能阻挡其前进的步伐。LED的光效马上要达到130流明/W，不但单颗的功率越来越大(100W)，而且交流供电的LED也日趋成熟。在这种情况下，业界对LED的恒流驱动源提出了各种各样的要求。除了要满足各种输入输出电流电压要求以外，更重要的是要提高其智能性和可靠性。例如，智能调光型将会成为其必不可少的功能。同时，随着LED灯具的散热问题得以解决，下一个影响LED灯具寿命的主要问题就是驱动源的可靠性问题。只有真正解决了其可靠性，LED路灯才能够真正替代现有的高压钠灯。

为了解决工程师在LED设计方面遇到的难题，本期专家坐堂我们特邀了上海龙茂微电子有限公司总经理茅于海担任嘉宾，来分享他在设计中的经验以及对LED的未来展望。

网友动心了： 当今社会提倡节约能源，保护环境，作为一种环保节能的新型照明工具，LED照明技术有着很大的发展前景。但受制于其昂贵价格的影响，LED灯泡的推广应用一时难以走进寻常百姓家。因此，降低LED灯泡的成本是我们首先必须解决的问题。请问，应该从哪几个方面为突破口来降低LED灯泡的成本？

LED灯泡由三部分构成，一是LED（发光二极管）；二是外壳，主要是散热器；三是驱动电源。为了降低LED灯泡的成本，关键是要降低LED本身或者说LED芯片和封装的成本。因为这部分占50-70%以上。而且，发光效率也就是它的亮度都是由LED本身决定，而这部分的价格几乎完全掌握在国外的几家大公司手里，例如日本的日亚，美国的科瑞等。中国的LED企业大部分只是进口国外的芯片，自己做封装而已。少数几家可以自己开发芯片的公司，在质量上(发光效率和光衰)都还不如外国公司。不过即使是外国公司也是在不断地降低成本。根据过去的历史数据，Haitz总结出一个所谓的Haitz定律，这个定律说，LED每十年其性能提高20倍，成本降低10倍。这里指的性能主要是其发光效率，发光效率提高以后，因为同样的亮度，所需要的电功率就低，散热器的体积也小，这些都有助于降低成本。

网友家有淘宝：卤素灯和LED灯的负载有什么不同吗？

简单地说，卤素灯是一个纯阻负载，不管加上交流电还是直流电都可以工作，而LED就比较复杂，作为LED本身来说也不复杂，它只是一个二极管而已。假如用一个直流电源供电，那么串上一个电阻限流也能亮。但是因为要采用恒流驱动，通常需要在它前面加上DC/DC的恒流驱动源。而一般的卤素灯都是采用电子变压器来把220V交流高压降低到12V的高频(50kHz)低压的，为了把连接了DC/DC恒流源的LED负载接到这个12V的高频低压上去，还需要加上一个整流器，这样下来就使得这种“LED负载”变得很复杂，尤其是在和电子变压器的连接上出现很多不确定因素。一般来说，电压型的电子变压器没有什么问题，例如上海绿源电器生产的电子变压器就可以很轻松地带动4个3×3W并联的LED射灯。可是其他的甚至是名牌大公司的电流型电子变压器可能一个也带不了。

网友守候月光 ：我刚涉足LED行业，准备在这方面做些研究，请问：LED光源存在哪些缺点？还存在哪些技术问题？急需解决的问题或攻破的难关是什么？

目前，LED作为新型电光源来说，最大的问题有如下几个：

1. 发光效率低：其实它的发光效率比现有的很多电光源(例如白炽灯)的效率都高，但为什么还要把这个问题作为一个缺点提出来呢？这是因为其它的电光源，作为无效耗电的部分大多以热辐射的形式发出，而且发光材料本身就是可以耐高温的(例如钨丝)，所以不存在散热问题。而LED本身的发光效率目前只有30%左右，其它的都以热能形式存在芯片内部，需要传导出来。如果不能传导，就会导致芯片的结温升高，而使其光衰加大，寿命缩短。当然，随着LED技术的进步，发光效率的逐步提高，这个问题将不成为问题。但是至少目前来说，散热是一个必须很好解决的大问题。

2. 价格高：作为老百姓能够接受的价格来说，LED离开可大面积普及的距离还很远。目前和同样发光效率的节能灯来比，价钱大约高3~5倍。降低价格除了长远来提高其发光效率以外，目前的关键是要国内的公司掌握核心技术。目前国内的大多数生产LED的厂家都是采用国外进口的芯片进行封装。少数能够生产芯片的厂商，往往发光效率不高、导热差、光衰严重。所以如何掌握高性能的LED芯片，掌握高质量的芯片封装，也是改善其导热。

网友kkuo：关于LED的家用和工业商用区别？

目前因为LED的价格过高，所以还很难推广到家用。即使不考虑这个问题，那么的确还有很多家庭环境和使用人的要求是和商用不同的地方。但首先要考虑的不是散热问题，如果是指LED芯片的散热，那是会影响到光衰的，当然这是应当早就已经解决的问题(不应当作为家用和商用的区别)，假如是整个灯具的散热，那么应该说LED灯具比白炽灯发光效率高很多，在同样的照度下所需要的瓦数小很多，所以发出的热量也小很多。即使和节能灯比，发光效率应该说是差不多，但是节能灯光线的散发比较差，所以灯具的总效率还是要比LED差。所以LED的发热问题不会比节能灯高。

我想，在家庭环境中首要考虑的问题应当有以下几个：

1. 要避免眩光刺眼，所以不能让人眼直接看到LED。

2. 要考虑色温问题，尤其是作为阅读台灯或睡房夜灯，应当采用2700K低色温的LED。

3. 要注意LED灯具的EMI是否会干扰电视机等其它灵敏无线家用电气，（出口美国要符合FCC-Class B标准）。

4. 要解决连续调光问题，因为家用经常需要调光。

5. 要考虑灯具外观造型符合美观准则。

网友1133 ：不同的LED驱动IC该怎么选择？

这个问题说来话长，而且不是三言两语能够说清楚的，只能简单说一下。

1.首先按照你的LED灯具的功率来选择，不同的IC有不同的输出功率范围。

2.即使同样的功率，可以是不同的电压和电流的乘积，所以还要根据你的LED的具体连接方法来定，例如假如串联的LED很多，就要求能够输出高电压的；假如LED的电流很大，就要求能够输出大电流的。但是有时候LED的连接方式也要考虑到驱动IC的可能来进行调整。

3.要根据输入电压和输出电压的关系来选择是升压型的还是降压型的IC，不过有的IC采用不同的外围电路，既可以做成升压型的也可以做成降压型的。例如PAM2842就是这样。

4.假如输入是交流电，那么就要选用专门为交流电而设计的IC。这里又分成两种，一种是非隔离型的降压型，其典型的代表就是HV9910，它可以对多达40个以上串联的一瓦LED供电；另一种则是隔离型的，这时候通常需要采用反激式的电路，所用的IC又有很多。这里就不再以一赘述了。

网友我在马路边丢了一分钱：为什么MR16的灯杯不采用线性恒流的方案？它比那种开关式的驱动方案省去很多元件，除了效率低以外，还有什么弊端？

可以说最大的缺点就是效率低，应该说线性恒流还有一个优点，那就是电磁干扰(EMI)要比开关电源为低。如果在开关电源的EMI不能符合环境的要求时，可能还真的要用线性恒流源。