關于DOB及其一些認識上的誤區

近來DOB（也就是Driver-On-Board）一個新名詞叫得很響，好像是一種新技術、新發明，其實則不然，而且還出現了一些認識上的誤區。

顧名思義，DOB也就是把LED的恒流驅動源Driver放到鋁基板上，這種技術早在5年前就已經有了，當然那時候不叫DOB而叫光引擎。這兩種叫法是很不同的，DOB說的是一種方法或做法，就是把驅動電源放到鋁基板上，而光引擎則是一種新產品的稱呼，凡是帶恒流驅動源的LED鋁基板稱之為光引擎。

下面我們來看一下有關DOB 的一些認識和理解上的誤區：

1.誤區一：把DOB稱為去電源化，好像有了DOB就不需要電源了。實際上任何LED燈具沒有電源是不可能點亮的，所以去電源是不可能的。只是把電源放到鋁基板上以后，看上去好像是去掉了帶外殼的外置電源，但不是把電源去掉了！而是把電源放到鋁基板上去了！

2.誤區二：把DOB當作是一種全新的電源，以為沒有這種電源就不可能出現光引擎這種產品。實際上所有的LED恒流驅動可以歸納為兩種，一種是開關電源，還有一種是線性電源。原理上這兩種電源都可以放到鋁基板上去，只不過開關電源的元器件的數目很多（超過30個），放上去會占用很大的面積（見下圖）。

用開關電源做成的光引擎

而且那么多體積很大的零件也會擋去LED發出的光線。

不要忘記電源的第二大類就是“線性電源”，線性電源的優點是元器件數目少（少只有5個），所以現在幾乎所有的DOB（光引擎）都是都是采用線性恒流源，但是它帶來一個的缺點就是效率低，在220V只有85%。

所有線性電源的效率都是隨輸入電壓的升高而降低，在220V時為85%

3.誤區三：以為當前市面上有很多不同類型的DOB電源IC。

的確，生產這種線性DOB電源IC的廠家有很多，但是他們的原理都是一樣的，都是基于早由美國硅谷的ExClara公司所生產的分段調光技術的IC。所謂分段調光就是指當整流后的半個正弦波電壓升高到某一個值時點亮串LED，當電壓進一步升高到更高的值時，點亮第二串LED，… 依此類推。其電原理圖如下圖所示：

分段調光的電原理圖

分段調光的時間波形圖

在電原理圖中圓圈里有一個向下箭頭的就是一個普通線性恒流源，所以所有分段調光也都是采用了線性恒流源！分幾段就用了幾個線性恒流源！

實際上當時ExClara公司提出這種分段調光的目的是為了整個系統的電流波形盡可能地接近電壓波形。電壓波形是半個正弦波，而電流波形則是采用階梯接近的方法。當二者盡可能相似時，系統的功率因數就可以盡可能高。這也是他們的主要目的。他們當時在提出這種分段調光時并沒有具體規定到底分多少段，顯然分的段數越多，電流的波形就越接近正弦波，所以等他們發表以后馬上就有一家韓國公司提出了一種分很多段的方法。見下圖：

分段驅動的電流波形（不是電壓波形）

現在市面上的分段調光有的分3段，有的分四段，甚至分更多段。但這些都不是在原理上有所不同的方案，而只是工作參數上略有區別而已！

4.誤區四：以為只要增加分段數就可以提高系統的效率（有人說可以提高到90%）。

增加分段數的優點就是電流波形盡可能地接近半個正弦波，從而可以使功率因數盡可能地接近1。但對于系統的效率沒有任何影響，因為它沒有改變它采用的是一種基本的線性電源這個本質。所以效率還是在220V時為85%！

5.誤區五：采用“動態配置”來提高光效。有人提出了當電源電壓高的時候，各子串由并聯改成串聯，電源電壓低的時候由串聯改成并聯，從而可以提高光效。這個方法原理上似乎可以，但是在具體實現的時候，馬上就有幾個問題，就是到底有幾個子串，每個子串到底有幾個LED，… , 在時間上具體如何串并聯，到底能夠提高多少光效，… ,等等。這些問題不解決等于無法應用。其實這個問題我們埃菲萊公司早就解決了，我們是采用二進制1,2,4,8,16，…的組合來改變。所以所串聯的LED數目可以自適應地改變到“個”，使得其串聯后的總正向電壓盡可能地接近整流后的直流電壓，從而得到99%的驅動效率。

埃菲萊恒流源的效率(藍線為恒流源本身的效率,紅線為包括整流器的總效率)

這種方法我們早就在2012年就申請了美國和中國，現在都已經批準，號為USP9398656(美國號)和ZL 2013 1 0181802.2（中國號）。

6.誤區六：采用主動填谷就可以解決100Hz的工頻頻閃。

我們知道功率因數和頻閃是一對不可調和的矛盾，要功率因數高，電流波形就一定要和電壓波形相似，這時候就一定會產生閃爍。增加了主動填谷以后，多出了一個和電壓波形完全無關的一個脈沖波形（見下圖）：

從圖中可見原來的半個正弦波的波形仍然存在，可以說原來形成閃爍的波形仍然絲毫沒有改變，根本不可能靠一個新增加的脈沖波形就改變了這種閃爍。

更不可能還能“提高10-15%的光效?。ㄒ栽髡撸?。

要完全去掉閃爍，的方法是采用電解電容來儲能，使得整流后的電壓完全平滑。也就沒有閃爍。

目前分段調光的DOB IC因為還是采用了普通的線性恒流源，所以它的效率還是只有85%。如果把它放到LED的鋁基板上那么就會增加鋁基板的熱量，簡單的計算就可以知道會增加30%的熱量。以10WLED為例，恒流源效率85%，所以只有8.5W功率提供給LED點亮，LED本身發光效率只有40%，有60%（8.5x0.6=5.1W）都轉換為熱量?，F在還要加上恒流源的1.5W的熱量，使得鋁基板上的熱量增加了1.5/5.1=0.3，也就是增加了30%的熱量。近似地說，LED的結溫也會增高30%。假如原來的結溫是85度，那么增加了恒流源的30%熱量以后，結溫就會增加到110°C。

7.LED的結溫從85°C升高到110°C，也就會使光效降低約10%、壽命從3萬小時縮短成9千小時！

8.所以只有采用埃菲萊公司生產的效率高達99%的恒流驅動源IC才能夠做成真正高性能的DOB光引擎。