2018年10月23日下午,第十五屆中國國際半導體照明論壇(SSLCHINA 2018)暨2018國際第三代半導體論壇(IFWS 2018)在深圳會展中心盛大揭幕。25日上午,“驅動與智能控制技術”分會匯聚國內外技術及企業名家,暢談產業前沿驅動與智能控制技術新進展。
本屆論壇由國家半導體照明工程研發及產業聯盟(CSA)、第三代半導體產業技術創新戰略聯盟(CASA)、深圳市龍華區人民政府主辦,國家科學技術部高新技術發展及產業化司、國家科學技術部國際合作司、國家工業與信息化部原材料工業司、國家節能中心、深圳市科技創新委員會和張家港高新技術產業開發區特別支持,深圳市龍華區經濟促進局、深圳市龍華區科技創新局、深圳第三代半導體研究院、北京麥肯橋新材料生產力促進中心有限公司承辦。
“驅動與智能控制技術”分會作為SSLCHINA經典常設技術分會之一,今年由英飛特股份有限公司董事會主席華桂潮擔任分會主席,并主持分會。與分會委員浙江大學電力電子技術研究所副所長、教授張軍明,浙江大學教授、方大智控董事長宋宏偉,銳高照明電子(上海)有限公司總經理楊煜,飛樂音響研發總經理童敏一道為與會代表奉獻一場高水平技術交流會。
隨著全球范圍內能源短缺和環境污染問題的日趨嚴重,節能減排任務刻不容緩,同開發可再生新能源同等重要。據不完全統計,照明用電占據了全球總用電的20%以上。如果用HB-LED取代全部白熾燈和部分熒光燈,我國可節省1/3的照明用電,相當于三峽工程全年的發電量。如何提高照明產品的能效、降低照明的能耗,對節約能源和減少環境污染有著十分重要的意義。會上,來自西南交通大學副教授馬紅波分享了《高效率、高可靠性多溝道HB-LED驅動電源關鍵技術》主題報告。
馬紅波教授表示,高亮度發光二極管 (High-Brightness Light Emitting Diodes, HB-LEDs),因其高光效、環保、長壽命、高顯色性等優點,成為21世紀最有價值的“綠色”照明光源,已經成為繼白熾燈、熒光燈和高強度氣體放電燈之后的第四代電光源[1-3]。世界各國政府已經開始大力推進HB-LED照明技術的發展,特別是歐美、日本等國已經制定相應的時間表以淘汰低效的白熾燈。我國政府也制定了相關計劃,如2003年就啟動了國家半導體照明工程計劃,將研發高效節能的半導體照明產品列為《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006 - 2020年)》工業節能當中的重要內容。
盡管HB-LED在照明領域節能效果明顯,潛力巨大。但目前,HB-LED要在用電量大的景觀照明、通用照明和大面積全色彩顯示屏中真正發揮作用,還有很多難點和技術問題亟待研究和解決。典型的HB-LED 照明系統主要由HB-LED芯片、燈具、驅動電源三部分構成。目前,HB-LED芯片設計生產和制造工藝已相當成熟,驅動電源卻成為HB-LED照明發展的最大瓶頸。主要體現在:(1)短壽命的驅動電源與HB-LED壽命的不匹配;(2)驅動電源的低效率與HB-LED產品高光效的不匹配,節能效果不佳。
報告中還介紹了,由其所主持的國家自然科學基金《高能源效率、高可靠性HB-LED驅動電源關鍵技術》的科研成果為基礎,圍繞如何設計高效率、高可靠性的HB-LED驅動電源,首先指出HB-LED驅動電源的主要要求:高效率、長壽命、低成本、PWM調光以及智能控制。以電力電子的視角,從驅動架構、電路拓撲、電解電容消去方法等角度進行講述,主要內容包括:(1)針對傳統多級級聯驅動架構,提出了高效率的Twin-Bus架構、將傳統的三級驅動降為2.2級;(2) 提出了適合于Twin-Bus架構的超低電壓應力,效率大于99%的Twin-Bus電流調節器;(3) 面向低功率應用,結合Twin-Bus架構,提出了無電解電容的的四種單級AC-DC電路拓撲;(4)面向高功率應用,提出了兩種單級軟開關電路拓撲及相應的控制調制策略;(5) 基于紋對消思想和準諧振技術,開發了具有PWM調光功能的HB-LED驅動電源。
最后,報告指出,通過先進的電力電子技術,不但可以提高HB-LED照明驅動電源的效率和壽命,進而實現最大化的照明節能。而且,將整個HB-LED照明系統的使用壽命提高到一個新的高度,降低HB-LED照明的使用成本。