LED电源批发定义的基础上市场已处在产能过剩的临界点

随着白炽灯时代的过去，LED电源

　　本文从LED 灯、灯具及其现状为切入口，在LED 灯、灯具相关定义的基础上，分析了LED 灯具的特点和目前存在的问题，并与传统灯具性能、评价和设计方面做了比较，同时针对国际电工委员会（IEC）、美国能源之星（EnergyStar）、北美照明学会（IESNA）在LED灯具有关标准的出版情况和我国LED 灯具有关的国家标准的出版情况进行了介绍。

　　LED 进入照明领域，引发了一场新的照明技术领域的革命。由于不同形状、数量，尺寸的LED 可以按不同方式排列组合、不同LED 替代灯中的LED 结构可以不同等特点，在照明领域中出现了各式各样的LED 照明产品（例如：LED 装饰灯具、LED 道路灯具、LED 投光灯具、嵌入式LED 灯具、LED 隧道灯具、LED 台灯和交通信号灯具等）及传统光照明源替代品（例如：LED 替代白炽灯、MR16、PAR 灯、直管形荧光灯T8/T12 等）。随着LED 技术的不断提升和人们对照明感官视觉追求的进一步提高，人们对LED 灯具的设计和性能要求上更加具体，这就对灯具制造商和照明产品设计师提出更高的要求。了解led灯带等产品的信息内容请点击此处：http://www.dzsc.com/product/info/3306.html

　　半导体LED 固态照明是近年来新近发展起来的产业，对照明终端产品设计师和灯具制造人员而言，既需要掌握传统照明行业的知识、国内外标准动态，又需要熟悉和了解LED 器件方面的知识，特别是要准确把握LED 灯、灯具界定以及与传统照明灯具差异性。由于半导体行业和照明电器行业分属不同行业、以及目前对半导体LED 固态照明（SSL）缺乏足够的标准支撑，现阶段国内LED 照明产品存在鱼龙混杂的现象，制造商声称的产品性能往往与实际结果相差甚远，颜色质量、寿命预测上更是极度夸大，这对我国LED 照明产业的发展和消费者信心的培育上都是不利的。

　　本文从LED 灯、灯具及其现状为切入口，在LED 灯、灯具相关定义的基础上，分析了LED 灯具的特点和目前存在的问题，并与传统灯具性能、评价和设计方面做了比较，同时针对我国和国际上LED 灯具标准情况进行了介绍，点明应结合LED 灯具的技术要素来观察和追踪标准的变化和发展。

　　一、 LED 灯、灯具及相关定义

　　1、 LED 灯

　　-LED 封装（LED package）：包括焊线连接件或其他型式电气连接件的一个或多个LED晶片的组件，可能带有光学元件、热学、机械和电气接口。该装置不包括电源和标准灯头。该装置不能直接与分支电路连接。

　　-LED 阵列或模块（LED array or module）：在印刷线路板或基板上的LED 封装（元件）或晶片的组件，可能带有光学元件、附加的热、机械和打算连接到LED 驱动器负载侧的电气接口。该装置不含电源和标准灯头。该装置不能直接与分支电路连接。

　　-LED 光引擎（LED light Engine）：包含LED 封装（元件）或LED 阵列（模块）、LED驱动器、以及其他光度、热学、机械和电气元件的整体组合。该装置要通过一个与LED 灯具匹配的常规连接器直接连接到分支电路，该LED 灯具设计成不使用标准灯座。

　　-非整体式LED 灯（LED lamp， non-integrated）：含有LED 阵列（模块）或者LED 封装（元件）和标准灯头的组件。该装置打算通过标准灯座连接到灯具的LED 驱动器。该装置不能直接与分支电路连接。

　　-整体式LED 灯（LED lamp， integrated）：包含LED 封装（元件）或LED 阵列（模块）、LED 驱动器、标准灯头以及其他光度、热学、机械和电气元件的整体组合。该装置打算通过标准化的灯座直接与分支电路连接。

　　2、 LED 灯具

　　-LED 灯具（LED luminaire）是包括基于LED 的发光元件和匹配的驱动器，以及配光部件、固定和保护发光元件的部件、以及将器具连接到分支电路部件的完整照明器具。基于LED 的发光元件的可能形式是LED 封装（元件）、LED 阵列（模块）、LED 光引擎或LED 灯。LED 灯具打算直接与分支电路连接。

　　-混合型LED 灯具（Hybrid LED luminaire）：装有基于LED 的发光元件和诸如白炽灯或荧光灯等其他类型光源的灯具。

　　3、 LED 驱动器

　　LED 驱动器（LED driver）：含有电源和LED 控制电路的装置，目的是使LED 封装（元件）、或LED 阵列（模块）或LED 灯工作。

　　解读与LED 相关的上述定义为我们区别LED 灯和LED 灯具提供了依据，总体来说LED光源和LED 灯具的主要区别在于是否与分支电路直接连接，LED 灯是一种设计成不打算与分支电路直接连接的产品，而LED 灯具是一种设计成要直接连接到分支电路的产品。

　　LED 光引擎也属于LED 灯，但其特性介于LED 灯具和整体式LED 灯，与整体式LED 灯的区别是它含有一个与灯具匹配的连接器，不是标准灯头，而与LED 灯具的区别是它不能与分支电路直接连接。由于可以具有设定的配光功能和标准化的连接器， LED 光引擎可以改善某些LED 灯具的可维护性。

　　二、 LED 灯具与传统光源灯具的差异性

　　目前LED 灯具与传统光源灯具就性能、评价和设计方面存在着很多不同地方。

　　1、在LED 灯具性能评价方面

　　a） 色空间均匀度评价来评价LED 灯具的存在的不同观察角颜色差异。

　　传统光源单个发光体的特征不同，LED 灯具使用的LED 灯是多个发光体组成并发光的，LED 灯具中的发光体之间存在颜色差异性，需要使用色空间均匀度评价来评价LED 灯具颜色的空间分布情况。

　　b） 用寿命来评价LED 灯具的耐用性。

　　传统光源的寿命性能的测量和评价已经标准化，而且具有互换性，所以传统光源灯具的寿命可以通过替换损坏的光源、以及按10 年寿命设计的灯的控制装置来满足要求，所以一般不评价传统光源灯具的寿命。LED 灯具的寿命与LED 本身寿命、LED 驱动器以及灯具提供给LED 的环境等诸多因素有关，而且目前LED 灯形式较多，除了带标准灯头的LED 以外，其他LED 灯不具有互换性，这样对不同的LED 灯具，其寿命只有通过相关的寿命评价才能确定。在评价LED 灯具寿命时，不仅要声称光通维持寿命（LX），还要声称失效率（FX）。

　　c） 灯具可以利用的光通量比例的评价参数和传统灯具不同。传统照明灯具用灯具效率来评价，而LED 灯具使用光效评价。

　　d） 不像传统照明光源可单独进行光度测试，光度测量时可以使用相对法， LED 光源对温度极其敏感，不适宜将LED 光源从灯具内分离出来单独测量，光度测量时应采用绝对法对灯具整体进行光度测试。

　　2、在LED 灯具设计方面

　　LED 灯具在光学系统设计、电气配件、散热措施以及结构等设计方面与传统光源的灯

　　具相比有明显出别。

　　a）光学系统

　　灯具的光学系统是灯具的灵魂，其目的是根据选定光源的特性设计一个符合具体照明要求的灯具光学系统。通常传统光源灯具的光学系统由光源、灯座、反射器和透光罩组成。由于一些LED 单元具有2π发光的光度特性，灯具的光度系统与传统光源灯有很大区别。具体表现特征如下：

　　（1）LED 灯具光学系统一般由LED 芯片和透镜组成LED 单元或LED 单元阵列组成，阵列有时排列在平整的铝基板上、也可能在突起的或凹下的成型基板上，灯具使用、或不使用透光罩。灯具制造商可根据照明需求，将多个LED 单元或数十个LED 单元组合在基板上，应注意控制组合后LED 单元光色的一致性，考核LED 灯具的色空间均匀度。

　　（2）由于LED 的光电特性对PN 结温度的变化非常敏感；封装树脂在高温和强光照射下会快速劣化；长期的光辐射会使荧光粉的光致转换率逐渐降低，并导致色座标会偏移。出LED 灯具寿命评价时通常是在限制色偏移的条件下，考核LED 灯具的流明维持率。

　　b） 电气配件

　　LED 驱动电源是构成LED 灯具性能优劣的关键要素，也是灯具选择或设计要件之一。LED 灯具电气设计应考虑灯具要使用LED 特性和数量、灯具的安装地点，以及灯具在电网中的位置来考虑电气安全、恒流驱动、抗扰度和EMI，选择或设计合适的LED 驱动电源。

　　由于LED 是2V~3V 的低电压恒流源驱动，所以不象普通的白炽灯泡可以直接连接220V 的交流市电，必须要设计电源和控制电路来驱动LED.此外，LED 模组的电气连接也是LED 灯具电气系统的重要组成部分，应充分考虑安全性，应采用标准的连接件、充分绝缘、防触电保护等。

　　c） 散热措施

　　与传统光源灯具一样，LED 灯具也是会发热的，LED 灯具的热来自LED 光电转换中的损耗以及LED 驱动电源。与传统电光源发光原理（白炽灯的热幅射和荧光灯等的气体放电）不同，LED 的发光是电致发光，由于转换效率的问题，输出的大部分能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。而热量在LED 内的传递的方式不是辐射而是传导。所以在LED 灯具散热设计中主要目标是有效地将LED 芯片的热有效地传导出去，并有效地控制LED 灯具内LED 结温。

　　对于LED 灯具，除了LED 是发热部件外，LED 灯具中的驱动器也是发热部件，为了保证具有与LED 光源协调的寿命，LED 驱动器的热控制也非常重要，如果采用内装的驱动电源，灯具应根据其内环境温度选择标有相应tc 的驱动器。而驱动器独立安装时，则应根据安装地可能的环境温度选择相应tc 驱动器。

　　d） 机械部件和结构

　　机械的作用是通过结构设计把灯具的光学系统、电气系统和热系统的位置和相互关系确定下来，使灯具得以在设定的环境中固定并安全的使用。

　　传统灯具的机械系统由固定光源、反射器、灯的控制装置等部件的结构、软缆或软线的走线结构、密封结构、机械防护结构、灯具固定结构和灯具调节结构等部分构成，具体由灯座或光源连接器、灯座安装支架、软线固定架、接线端子座、外壳、灯罩和灯具安装架等组成。由于LED 光源的特性，LED 灯有封装、模组、LED 光引擎、整体式LED 灯、非整体式LED 灯等几种形式，除了最后两种形式可能具有与传统光源灯具类似内部结构以外，其他LED 灯不带有标准灯头，这种情况下，LED 灯具具有如下结构特征：

　　-LED 灯具中没有灯座，而是用连接件完成LED 灯与灯具的电气连接，并采用其他方式将LED 灯固定到灯具主体上。

　　-为了导出LED 芯片产生的热，LED 灯具有大量的散热片，灯具的体积和重量比传统光源灯具大得多，灯具的安装结构应作相应考虑，以保证安装的安全性和可靠性。同时散热片应设计成容易清洁或不容易积灰的结构，否则，散热片的效率会很快降低。

　　-当LED 灯具使用了电源线，而且电源线是可以拆卸进行维护时，属于非Z 型连接，与非Z 型连接的传统光源一样，LED 灯具也应使用软线固定架。

就能在低电压限制下维持升压输出（在84.85VPP的低电压限制下有70VDC），创建FullSemblance™白光系统。该系统基于Marvell领先的LED驱动器IC和控制IC，

LED灯泡的价格正在下降。一年前，你可能要花50美元购买相当于60W的飞利浦可调光式LED灯，而现在去百思买购买一个8W、800流明，相当于60W的自有品牌Insignia灯，只要17美元。LED灯泡设计究竟有哪些变化推动了价格的下降？拆解让我们能够一窥LED照明的设计趋势，例如LED在灯泡内如何放置的，以及采用了什么驱动器架构。

Insignia球形灯的外观和节能灯类似，增加了三个金属散热片，并且用塑料灯球替代了玻璃灯球（图1）。

灯泡的调光功能对美国市场来说是个相当重要的功能。我用过Lutron Maestro调光开关，配备了可编程的调光控制，并且和节能灯做了逐项的对比。Insignia调光一致且平滑，调光也类似于节能灯。

下一步就是观察灯球内部结构，看看LED是如何安装在里面的。图2中，塑料灯球罩已经用Dremmel工具拆下，可以看到里面6颗Cree的白色LED，照亮灯泡的光混合腔，确保照明的均匀度，防止光像素化。LED安装在金属片上，金属片一面支撑了LED，一面支撑着散热片。

光混合腔的底部是纸片般薄的铝反光片，能够将光向上并向灯泡外反射。

这款灯泡的所有电子部件都在灯底座的镜面下，是独立且包裹着的部件。

去掉封胶，就能看到电子部件安装在两个独立的pc板上，紧贴彼此。图3是两款独立的pc板，挨着灯泡及底座。

　　OLED（Organic Light-emitting Diodes），中文名称为有机发光二极管，是基于有机半导体材料的发光二极管。OLED由于具有全固态、主动发光、高对比、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、工作温度范围宽、易于实现柔性和大面积、功耗低等诸多优点。目前OLED已在手机终端等小尺寸显示领域得到应用，在大尺寸电视和照明领域的发展潜力也得到业界的认可。OLED已经被视为21世纪最具前途的显示和照明产品之一。

　　而OLED，正是从2012年正式登上了照明的舞台，虽然目前只是一个小角色，但是对LED有不小的替代威胁。

　　在4月的法兰克福展上， Philips首次展示出最新OLED技术的Lumiblade OLED GL350 面板，每片GL 350 OLED面板尺寸约155平方公分，亮度可达115LM。

　　而在2012年5月8日-11日的美国拉斯维加斯照明展上，Philips再次展出了一个OLED镜子的产品，它会自动感应人体的接近与否，自动把周围的OLED光源模组做调整，中间变暗变成具备镜子的效果。成功的将智慧灯具和OLED的概念整合在一起。

　　作为全球照明市场领导品牌的Philips，押宝OLED的意味非常明显。

　　但是，OLED应用于照明领域，光效却是一个不小的考验。在显示领域OLED亮度达到100～300cd/cm²就可以得到应用，然而在照明用途中，亮度至少要达到1000～3000cd/cm²。未来几年，OLED与LED在照明领域的此消彼长的速率，将取决于OLED光效追赶的进度。

　　关键字二：PSS

　　PSS（Patterned Sapphire Substrate），也就是在蓝宝石衬底上生长干法刻蚀用掩膜，用标准的光刻制程将掩膜刻出图形，利用ICP刻蚀技术刻蚀蓝宝石，并去掉掩膜，再在其上生长GaN材料，使GaN材料的纵向发展变为横向。一方面可以有效减少GaN外延材料的位元错密度，从而减小有源区的非辐射复合，提升内量子效率，减小反向漏电流，提高LED的寿命;另一方面有源区发出的光，经GaN和蓝宝石衬底接口多次散射，改变了全反射光的出射角，增加了倒装LED的光从蓝宝石衬底出射的几率，从而提高了光的提取效率。

　　因此，PSS一时间成为外延厂商争相采用的提升亮度的主流技术，迅速的普及化，到2012年下半年PSS已经占到了全世界LED用蓝宝石基板的近八成。

　　而上半年的时候，蓝宝石衬底平片价格跌入低谷，衬底厂商普遍的陷入亏损。而PSS因为市场需求强劲，一时间市场价格超过平片2倍以上，吸引蓝宝石基板厂加码部署，期望以此突破营收亏损的困境。然而随着新增产能逐渐投入使用，PSS价格下降的速度也是惊人之快。

　　而一些大厂此时已经考虑采用更为先进的nPSS技术，nPSS的pitch不到1um，亮度能比PSS再提升3%到10%。而压印要比蚀刻的成本更低出1美金以上，稳定性及一致性表现也要好。期待靠PSS来拯救颓势的衬底厂恐怕又一次要失望，不过技术进步的路径谁又能猜得到？

　　关键字三：非蓝宝石衬底

　　除开CREE成功的商业化SiC衬底之外，人们已经习惯了衬底材料就是蓝宝石了。不过来到2012年，非蓝宝石衬底方案第一次对蓝宝石衬底的地位发起了有威胁的挑战。

　　最有威胁的挑战无疑来自硅衬底，2012年1月12日，欧司朗宣传在150mm的硅片上成功长出GaN的外延，切成1mm²在350mA下亮度可以达到140lm，该项目是德国联邦教育和研究部资助的“硅上氮化镓”专案的一部分。

　　而东芝的动作就更快一步，2012年12月中，原来并不涉足封装的东芝直接开卖LED，而芯片正是采用与美国普瑞（Bridgelux）合作的在8吋硅基板上生长的LED芯片。东芝共发布了四款现行产品的规格书，包括一款色温3000K，一款色温4000K及两款色温5000K的LED产品。其中在典型正向电压为2.9V时，350mA驱动色温5000K，显色指数为70的型号为TL1F1-NW0的LED，光效达到110lm/W。

　　图片来源：OSRAM

　　图片来源：TOSHIBA

　　中国厂商晶能光电经过多年在硅衬底领域的耕耘，在2012年推出的发光效率超过120lm/W硅基大功率LED芯片产品，这对渴望自主知识产权的国产芯片是一个极大的利好消息。

　　在中国工信部公布的2012年第十二届资讯产业重大技术发明评选结果中，晶能光电（江西）有限公司《硅衬底氮化镓基LED材料及大功率芯片技术》专案被评为资讯产业重大技术发明，并纳入《电子资讯产业发展基金专案指南》，享受国家电子资讯产业发展基金专案资金扶持。

　　而GaN基同质外延也并不示弱，在2012年7月3日，首尔半导体全球首次发布了“npola”，单颗亮度达到500lm，中村修二博士专程去首尔去为发布会站台。而中村博士参与创办的SORAA公司更是以前瞻性的GaN-on-GaN LED技术获得了美国DOE下属的能源转换机构ARPA-E（Advanced Research Projects Agency - Energy）的资助。

　　而CREE在所谓SC³这种新一代技术平台下，连续推出多款刷新业界光效的量产LED产品，12月更推出XLamp系列MK-R在1W和25°C温度的条件下，可提供高达200 lm/W的发光效率。再次提振SiC衬底LED在光效竞赛中综合实力排头地位。

　　非蓝宝石衬底方案，不仅仅是一次次为产业界所共同关注，各国政府也都将之作为重要的基础研究而纳入政策视野，入选十大理所当然。

　　资料来源：Seoul Semiconductor

　　资料来源：Soraa

即使用精密仪器也很难测量出其性能有明显的变化，

　　自从白光发光二极管（LED）于2000年始达到每瓦15～20流明的水準后，各国就开始积极对LED投入研发制造，而相关市场行销、技术评鉴机构及学界，则积极对此极具未来性的产品进行解码，一探其奥秘及商业价值，并陆续提出负面疑问或爆炸性的前瞻预测。

　　但随着能源短缺、地球暖化、能源材料价格上扬等因素深受各国政府重视，更加速LED的市场热度，其二为随着手机白色背光源于2003年被广泛应用，随即奠定蓝光激发萤光粉产生白光LED在市场的价值，更因LED应用在车尾灯可达到快速反应、减少更换及设计上增加工业产品美学的新思维，渐渐开拓另一个市场应用契机，进而激励相关供应链厂商的研发投入。

　　虽然在2003年时，LED亮度效能未能达到主照明的需求（表1），但已逐渐让世界注意到LED的未来性及对传统光源的威胁性。

　　表1　OIDA对于2002～2020年LED效能预估

　　依照美国光电子工业协会（OIDA）的预测推估，今年即使LED已达到10美元/每千流明，但对于整组灯泡或灯具要达成10美元/每千流明仍相去甚远，尤其加入演色性（CRI）的需求，光源的效能和市场价格将为供应链厂商必须共同解决的一大课题。

　　虽然LED的应用极为广泛，且各个应用产业会面对不同程度的技术问题，在此仅就照明应用方面提出设计解决方向，以加速LED照明产业整合开发的品质与速度。

　　LED灯具供应商主导产业规格

　　要成功开发一款LED照明产品所须注意的事项相当繁琐而复杂，叁至五人的贸易公司或许能带来营业利润，但在世界规範一一制定出炉后，亦拉高进入门槛，同时筛选掉体质不佳的应用小厂，更甚至因为达到普及化的成本结构，使LED照明逐渐朝专业技术和专业代工制造的领导厂商集中。

　　现今的主要客户更加戮力于探究上游材料、技术深度及整合能力，以做为评估的标準。对于各阶段开发的技术深度及广度，将会是2009～2012年成功迈入LED照明必须完备的工作，因为标準尚未完备，市场的需求决定在供应商能够提供的解决方案。

　　过半效率取决芯片/封装制程搭配效率

　　有关芯片开发，从覆晶（Flip Chip）式芯片如飞利浦，垂直（Verticle）式芯片如Cree、SemiLEDs，正负极呈阶梯平面式焊线，完全平面式焊线如日亚（Nichia）、丰田合成（TG）、晶元光电等；再加上粗糙面（Roughness）结构位置，以及形成的方式不同，皆或多或少影响出光效率、出光角、热传导、节点（Tj）温度、固晶材料、固晶方式、硬力拉力推力、焊线参数及结构设计的专利问题。是否了解芯片跟后续封装制程间的关係，决定LED照明产品一半以上的良率，开发LED照明应用就必须了解细部差异，以做为设计上的判断依据，目前没有哪家LED芯片最好，只有最适合的LED芯片才能够达到市场需求的最佳化。

　　多重因素影响LED封装性能

　　至于封装开发，在固定单一型式芯片下，众多影响因子决定封装完LED元件的性能、可靠度、寿命是否能禁得起市场考验，其中包括：

　　？承载基板的设计选择

　　金属支架、FR4 COB（Chip on Board）型式、低温共烧氧化铝陶瓷、高温氧化铝、氧化铝基板加金属银块或铜块（Slug）、氮化铝基板、铝基板、铜基板、复合机板等材料差异，包括上述材料的机械结构对光、环境（如溼气温度等）结合力之间的相互作用关係。

　　？光相关的制程设计

　　固晶焊线区域位置，尺寸的设计，固晶焊线区域，固晶方式（硅绝缘胶、银导热胶、助焊剂、共金焊接等），以及周边材质如金、银、铜、铝、钯银、钯金、高耐热塑胶（PPA）、硅等，封装胶体（黏稠度、折射率、耐温耐候性与相邻材料接着力等）。

　　？萤光粉的多重混用、波长搭配、浓度搭配、涂布方式、操作时间及沉淀控制。

　　？色温/电压/亮度/演色性分布

　　均会影响出光效率、寿命、品质等，然而不同芯片的选用会使所有影响因子势必全部或部分重新再做评估。

　　光源元件设计/选择不可轻忽

　　图2　产品机构及模具组装3D建构须充分了解LED光源特性、光机电热，加上电脑对光热模拟分析，才能确保可靠度和效能。

　　就LED照明而言，到此才决定LED光源元件（图1），接下来还要面对：二次光学透镜、反射镜的设计，达到照明在不同应用需求的光型、光强分布或光学组件材料对环境造成光衰、裂化的考量。此外，模组设计加上电路、电子控制设计、定电流源、调光模组、DMX系统控制模组、部分热传导设计、部分机构设计、组立设计等，必须达到客户功能性的要求，同时对LED光源元件不至于造成加速破坏的条件存在。最后则为热传导（Thermal Conductivity）热硬力及散热设计（Thermal Management），在模组端力求降低LED节点温度，均匀快速的将热集中区分散到各个面，另外则包括安规等绝缘设计考量。

它强盛的亮度使你黑夜倒车再也不用提心吊胆了。

，中艾电源易于安装和配置，

　　有机发光二极管显示器（OLED）是一种即将给显示器产业带来革命性变化的新兴技术。OLED采用的有机材料在有电流流过时会发光，OLED与目前的LCD技术相比具有许多优点。其中一个优点是容易制造，最终可形成更低成本的显示器。性能的优势包括更快的响应时间、更宽的视角、更低的功耗和更亮/更高对比度的图像。最核心的优点是OLED采用一种自发光技术，因此不需要背光。这不仅能节省功耗，而且可以实现只有1mm厚度的显示器。

　　与LCD显示器相似，OLED显示器提供无源矩阵和有源矩阵两种配置。在采用无源矩阵时，显示器被连接成为二极管栅格，每个二极管构成一个独立的OLED像素。可以使用外部驱动电路一次点亮一行栅格。相反，有源矩阵显示器内含晶体管，像素可以被连续点亮。然而OLED与LCD不同的是，OLED采用电流驱动矩阵模式，这会增加有源矩阵设计的复杂性，因此目前大批量的OLED仍采用无源矩阵产品（PMOLED）。这些PMOLED可用于各种设备，包括蜂窝电话、汽车立体声音响、MP3播放器和其它消费类产品。

　　OLED显示器的供电

　　因为目前许多OLED显示器被用于便携应用，因此功耗特别重要。任何电源芯片都必须工作在最高效率，以尽可能节省功率，延长电池寿命，特别是在显示器不工作的时候。

　　OLED显示器的电源要求与许多因素有关。由于显示器是电流驱动的，因此峰值电流要求取决于同一时间被点亮的像素总数量以及驱动它们的最大电流值。显示驱动电路也会消耗部分电流。电压要求取决于二极管的前向压降、显示器内部互连（往往呈现阻性）的压降以及显示器驱动器所需的所有压降（见图1）。

　　在本例中，所需的最大电压由以下公式给出：

　　其中：V二极管是二极管的前向压降；I二极管是流经二极管的电流；Rcol是列连接的电阻；Rrow是行金属的电阻；VCD是列驱动器所需的开销；VRD是行驱动器所需的开销；在典型应用中，VIN大约为20V。

　　峰值电流等于：

　　其中：I二极管是流经二极管的电流；X像素是一次点亮的像素数量；ICD是供给列驱动器的电流；IRD是供给行驱动器的电流。

　　便携显示器的节能

　　对于带LCD显示器的便携式设备来说，如果一段时间不工作，常见的做法是关掉背光灯，几秒钟后再把显示器完全断电。而OLED显示器没有背光灯，因此一段时间不工作后通常屏幕就会暗下来，再过一段时间断电。从公式1可以看出，如果减少显示器的电流，所需的最大电压也会降低。在供电电压恒定的典型应用中，这一额外电压将降在列驱动器上，从而造成额外的功耗和能源浪费。通过减少供电电压，这一能量就不会再消耗在列驱动器上，系统效率也就得到了提高。

　　OLED电源芯片

　　目前市场上已经有专门给便携式设备中的PMOLED显示器供电的新型器件。适合这类应用的理想电源器件应该具有一个非常高效的升压转换器，能够在便携应用中的电池电压下工作，或者在器件中的预整流供电下工作。输出负载断开和低待机电流等功能对降低显示器不被照明时电池的漏电有很重要的作用。理想的器件还要求外部元件少和封装尺寸小，以尽可能减小目前紧凑型手持设备的外形尺寸。

　　升压转换器

　　使用的升压转换器应该能在2.4V到5.5V电压范围内工作。这一范围覆盖了锂离子电池的全部输入范围，还应能在预整流的3V或5V轨下工作。这类应用要求的输出电压范围是12~25V。最优化的电源芯片设计还将集成升压FET和肖特基二极管，从而减少对外部元件的需求。1.2A FET一般支持高达28V的输出电压，效率可达90%。

LED电源。 偏重于LED下游产品线布局，或称为“OLED群”是由有机材料制成的，

尽管LED产业于2012年面临不少发展瓶颈，甚至大规模洗牌，但未来发展态势仍旧是正面的。全球市场研究机构TrendForce旗下研究部门LEDinside驻深圳分析师整理中国以及全球LED产业趋势，从LED专利、产业洗牌、芯片产能过剩、大厂整并、创新人才等十大面向提供深度解析。

趋势一：部份LED专利到期，LED封装公司可能迎新契机

目前，全球LED产业的技术专利一直牢牢地把握在科锐、飞利浦、欧司朗、日亚化学以及丰田合成的手中。这5家大厂商申请了几乎涵盖原材料、设备、封装、应用在内的整个产业链多项专利。不过，LEDinside观察到，这种专利壁已经出现了松动迹象。按照专利法规定，发明专利保护期限为20年，实用新型专利和外观设计专利保护期限为10年，也即是从1990年开始提出的LED相关专利，已从2010年起逐渐到期，而这其中相当大一部分还涉及重要的白光LED。在今后的 2～3年中，会有一批上世纪90年代的核心专利陆续到期。另外，涉及荧光粉的相关专利也将在2012—2014年间逐渐失效。

不过，中国市场公司“山寨版”专利埋藏着隐患——仔细研究，绝大部分的专利都不是原创，或是拾人牙慧，在国际LED巨头原创专利的基础上做一些修补；或是投机取巧，在实用新型或外观设计上兜圈。一旦遭遇国际巨头引发的全球大范围诉讼，中国市场可能将有70%以上的专利失效。

趋势二：LED照明产品在一般照明市场的能见度更强

LEDinside认为，2013年LED照明市场的渗透率将会加速，由于LED照明产品价格下降、技术日趋成熟、LED照明产品市场认知度增加等因素明显的影响。原本传统照明厂商在开发新产品时，开始大量的导入LED光源来替代传统的光源产品。因此未来两年内，LED照明产品在通用照明市场的普及率将快速的提升，并且渗透到各种照明领域当中。

趋势三：中国市场倒闭洗牌事件将更多

2013年被誉为中国LED市场扩展的重要年份，LEDinside预测LED筒灯、射灯在大陆市场的渗透率将超过30%，同时LED照明产业销售额可能会达到10亿元人民币，但是对于过度扩充的LED产业来说，在产能供过于求的情况下，厂商也很难因此而受惠。

特别是过去几年因为政府补贴所大量成立的中国LED磊晶厂商，LEDinside预估在未来几年内在中国地区的LED磊晶厂所剩将不足30家。尽管中国大陆本土的MOCVD设备制造商也急起直追，希望抢攻被外企所垄断的MOCVD设备市场，但是由于进口MOCVD机台存在大规模停机状态，这些在地化品牌MOCVD 机台难有展现的舞台；除此之外，LED企业的实力差距也逐渐显现出来，随着更多大型LED封装公司的扩产，大陆一些体质不佳的中小型封装厂也会面临倒闭的危机。

趋势四：LED芯片价格跌跌不休，供应链结构获利压缩

LEDinside认为，受惠于手持式装置与LED照明产品的相关需求增长，2013年全球LED产值将达124亿美元，较2012年增长12%，但整体 LED产业供大于求在短期内无法解决。

中国市场外公司在中国LED产业链的热投及MOCVD的持续订购，无疑会增加LED芯片的产量和库存，而公司为了获取利益，或将进一步降低芯片价格，推行新一 轮的价格战，厂商的盈利空间也将进一步有所缩减。根据市场最新统计显示，相对于2012年年初，LED上游蓝宝石衬底和芯片价格至今下降幅度已超过三分之一。中国LED结构性产能过剩的局面在2013年中仍将继续，LED芯片价格进一步下滑，中上游公司的盈利会有所压缩，产能过剩也促使LED供应链进行结构性的整合，中上游公司横向重组或向下游渗透进行纵向垂直整合。

趋势五：创新人才缺乏，挖角成快捷方式

LED外延芯片等产业链上游的人才最为匮乏。以MOCVD设备为例，美国VEECO和德国AIXTRON两家公司占据了全球市场份额的90%～95%，日本设备虽然也较为先进，但基本为本国自用，很少出口。很多大陆公司不了解实际情况，以为有了设备就可以直接投入生产。在花重金购置了美国和德国的设备后，才发现缺乏懂行的、真正有经验的人才来调试和操作设备。这些公司又不得不从台湾和韩国等地的公司高薪挖人以解燃眉之急，这种情况屡见不鲜。

对广大公司来说，为解燃眉之急而通过挖角引进人才也无可厚非，但一定要眼光长远，克服急功近利的心态，如果没有创新的土壤和环境，即使从外面挖来了人才，栽下去也很难成活，会渐渐地枯萎。

其手机部门SamsungMobile在产品设计上持续聚焦在AMOLED，中艾电源LED电源价格相差却十分大，数字电源轨的公差通常会控制在±1%以内或比它们的标称值小，照明应用占LED应用的28%。我国的LED产业起步于20世纪70年代，还需要考虑灯具与调光器的兼容性问题，LED灯则无法正常工作。不同调光器的保持电流有所不同。因此，

　　发光二极管（LED）照明正成为产业的首选技术，尤其是在恶劣环境条件的场合，LED解决方案是耐用且从不会完全失效，然其光量确实会随时间而减弱。採用自动调光测量LED光输出，同时调整电源，可有效地在灯泡的整个使用寿命期间保持恆定的光输出。如此可在不同的製作方式下保持稳定的亮度，且大大延长灯泡的使用寿命，本文将阐述如何使用各种感测器技术运作且适用于街道、办公室和工厂的照明的电路範例。

　　系统层级的生态设计须面面俱到

　　就生态设计（Ecodesign）而言，对于特定的应用，延长使用寿命永远是人们所希望的，因为它与生态衝击（Ecological Impact）直接相关。此不像想像的那么容易，因为创新永不停止，新标準和新应用的可能性须被纳入考量，且须要实现新功能。重要的是不要仅执行最低标準，还要建立预载有各种新功能、同时能带来一定弹性的更佳产品。美国太空总署的「火星漫游车（Mars Rover）」就是一个很好的例子，大量的技术支援帮助这项计画的导入，并使计画启动时间大幅提前。

　　除了弹性之外，让LED具有如此长寿命的可能性亦至关重要，对此，有叁类影响须要考虑：快速变化的影响（如接通电流）、缓慢变化的影响（如漂移）及外部影响。

　　对于所有应用而言，导通电流是一种重要的应力。电源中的大型匯流排电容正是有可能造成此种应力的主因。此外，开启电源时的不明确状态可能给应用带来应力。为避免这些状况，应该在整个设计阶段使用失效模式与影响分析（FMEA）来对电路效能进行仔细的分析。在完成的应用设计中，还须要检验导通和关断过程中的电流和温度，在设计阶段，可能因此两点未被注意，结果往往导致在后期造成现场故障。

　　图1显示由导通电流引起的某电源输入桥式整流器的温度变化，此时虽然其他元件处于冷状态，但整流器的温度却明显升高，可能影响产品使用寿命。许多二、叁十年前开发的应用採用能避免漂移所引发故障的电路技术，由于后来使用的众多元件具有较大的公差水平和更大的漂移，所以开发对元件特性依赖较少的电路。为延长一项应用产品的使用寿命，许多这类技术不在现今生态设计的考虑之列，如此便增加电路设计的复杂性，使得元件数目增加。电子线路的环保影响通常低于工作能耗所引起的影响，所延长的使用寿命可弥补增加的复杂性。

　　图1 导通电流引起的电源输入桥式整流器温度变化

　　功率电子是所有应用和产品的一个重要部分，尤其是在生态设计的考虑之中，因为子系统透过效率等特性影响到环保效能，如较低的效率意味着应用产品须採用较大的散热片，从而在生产和应用过程中消耗更多能量，并须使用更多的能量进行运输和回收。因此，建议设计人员能够考虑到最高效率和较大的输入电压範围的运用，以便减少元件的数量，获得最大的灵活性，因为此部分日后无法进行更动，如利用软体修改。

　　在照明应用中，使用LED解决方案是大势所趋。除具有更高的效率之外，LED本身亦具有很长的使用寿命，LED驱动电子装置在设计上应该尽量利用LED的长效使用寿命。图2为此种照明方案的示意图。

　　图2 LED照明方案示意图

　　路灯照明是这类照明方案的一个特殊实例，没有任何其他照明应用结合多元化的要求，如温度、湿度、振动等不断变化的环境因素，以及高效率、高可靠性和低耗电量需求，都在照明解决方案的考虑因素之内，同时亦要考虑大量生产和承受相对应的价格压力。随着灯泡功耗的变化，温度会从-40℃变为85℃，导致温度大幅上升。重点是必须注意到，每个（每日）导通週期会引发一次温度週期，此意味着在系统层面上，5年中灯泡会有接近两千次温度週期，为系统带来很大的应力。

　　由于路灯照明的成本是城镇预算的一个重要部分，人们特别关注高效率的能力，以期帮助降低路灯的运作成本。目标是使用最少的电能来提供街道或人行道所需足够的亮度，这当中还不包括后续的维护成本，若使用寿命较短的灯泡，其维护成本也会更加可观。粗略估计一定人口使用路灯数量的方法，是按照每六个居民一盏路灯的比例来计算，按照这样的比例，德国大约有一千叁百叁十万盏路灯，节能潜力非常惊人。因此，许多城市和社区转而使用这些新型LED照明方案也就不足为奇，部分更换整个灯泡，或者更换灯头。

　　在白色LED模块需求以照明用途为中心不断高涨的情况下，日本爱德克公司（IDEC）针对将组合蓝色LED元件和黄色荧光材料实现白色光的模块（伪白色LED模块），开发出了新的制造工艺（图1）＊1。新工艺与传统工艺的不同在于通过树脂封装基板上LED元件的工序，将含有荧光材料的凝胶状硅树脂片材贴在LED元件上加热封装。与传统工艺相比，新工艺可将封装工序所需时间缩短至1/9，而且可实现稳定的品质并简化设备。

　　图1：采用新工艺生产的LED模块（a）以及凝胶状树脂片材（b）

　　通过组合使用蓝色LED元件和黄色荧光材料来实现白色光。LED元件的封装采用含有荧光材料的凝胶状硅树脂片材（日东电工制造）。

　　摄影：（a）为爱德克、（b）为日东电工

　　＊1：实现白色光的方式还包括组合使用光的三原色——红色、绿色和蓝色的LED元件。不过，其用途多为显示器的光源。在照明用途中，伪白色LED模块是主流。

　　没有产生偏差的要因

　　图2中是传统工艺与新工艺之间的比较＊2。传统工艺通过含有荧光材料的液状树脂来封装LED元件。首先，在基板上的LED元件周围形成用来阻挡树脂流出的“坝”，并使其硬化。然后，搅拌液状树脂与荧光材料、浇注到基板上的坝内。最后，对浇注的树脂进行热硬化处理。整个封装工序所需要的时间约为六个小时。

　　图2：传统工艺与新工艺在封装工序上的比较

　　传统工艺在整个封装工序上（形成坝并使其硬化、搅拌树脂和荧光材料、浇注液状树脂并使其硬化）需要花费约六个小时。新工艺只需将凝胶状片材贴在LED元件上进行硬化即可，因此仅需40分钟。由本刊根据爱德克的资料制作。

　　＊2：此外，还有通过含有荧光材料的固体树脂片材来封装LED元件的制造工艺。该制造工艺容易稳定质量，不过无法单独通过固体树脂片材进行封装，需要另外使用液体树脂进行封装，因此生产效率较低。

　　但在这种制造工艺中，存在树脂和荧光材料未均匀混合、荧光体在树脂中沉淀、浇注的树脂量多少不一等诸多会造成品质不稳定的问题，难以维持质量。如果封装工序的品质不均，就会产生色度偏差，可能会影响LED模块的性能。

　　而新工艺则是在基板上的LED元件上粘贴凝胶状的树脂片材、加热至约150℃，经过约40分钟后片材硬化，由此完成封装，因此可大幅缩短所需要的时间。而且，凝胶状树脂片材基本上不会出现荧光材料沉淀等会导致封装工序质量不均的因素，因此可以轻松提高作为LED模块的性能。比如，关于前面提到的色度偏差，与传统工艺相比，新工艺可将偏差降至一半左右。而且，直至完成封装的工序数量也很少，因此生产设备也可以实现简化。

　　另外新工艺还改善了热循环特性，虽然爱德克原本并没有这方面的打算。以分别在低温环境下（-55℃）和高温环境下（85℃）暴露30分钟为一个循环开展试验时发现，采用传统工艺法生产的模块在约200次循环后开始出现故障，而采用新工艺生产的模块在2000多次循环后也没有出现故障。

蔬菜为4200K。而酒店客房的话可在休息时和工作时、饭店的话可在午餐和晚餐时、家庭客厅的话可在家人团聚和小憩时。