不過，LED路燈目前面臨的一個大問題是可靠性低，因為它主要用于戶外照明，面臨多種極端環(huán)境條件，如長年經(jīng)受日曬雨淋、雷鳴電閃、溫度變化可能較大等。LED路燈要得到市場的認可和大規(guī)模使用，必須首先解決可靠性問題。

　　TI半導體事業(yè)部業(yè)務拓展經(jīng)理劉學超

　　TI半導體事業(yè)部高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務拓展經(jīng)理劉學超博士表示：“LED路燈市場前景廣闊，但必須解決可靠性的問題?！?

　　LED路燈是一個由光學、熱學和電子學組成的復雜系統(tǒng)，雖然LED本身的壽命較長，但如果LED驅(qū)動電路設計不當，如選用了低質(zhì)量的有源或無源器件，使整體驅(qū)動電路壽命無法與LED匹配，就會影響LED路燈質(zhì)量及壽命。

　　再者，LED的溫度管理及散熱也非常重要，一旦工作溫度高于100℃，LED本身的可靠性就會受到影響。當然，LED早期失效、組裝局部缺陷及瞬態(tài)現(xiàn)象等因素，也導致LED偶爾可能會失效，如果沒有采取恰當?shù)姆至鞅Ｗo措施，單個LED的失效會導致整串LED不亮，影響整體路燈照明效果。

　　劉學超強調(diào)指出：“LED路燈是一個復雜系統(tǒng)設計，牽涉到光、電、熱、機械等領域。就驅(qū)動電源來講主要是效率和可靠性的問題。首先，驅(qū)動電源工作環(huán)境溫度很高（一般在70度上下），這樣一來，就希望驅(qū)動電源的效率（包括恒壓加上恒流）的效率達到一定高度（比如>90%），降低驅(qū)動電源的溫度，提高可靠性。其次，傳統(tǒng)的驅(qū)動拓撲結(jié)構(gòu)較為復雜，包括PFC、PWM隔離和恒流DC/DC三級電路（如下圖），元器件多，可靠性低，特別是電解電容和光耦等敏感器件?！?

　　傳統(tǒng)LED路燈驅(qū)動的電路拓撲結(jié)構(gòu)

　　因此，在LED路燈設計的過程中，必須很好地顧及LED溫度管理或散熱問題，使LED的工作溫度保持低于其結(jié)溫（最大結(jié)溫為150℃），一般建議LED工作溫度需低于100℃，避免LED的可靠性受到影響。此外，LED驅(qū)動電路設計人員必須審慎選擇電路中的有源或無源器件，確保與LED壽命匹配。例如，設計人員應當盡可能地避免使用電解電容，因為這種電容在長期使用條件下可能會產(chǎn)生泄漏而導致工作壽命縮短。

　　再者，在整體LED照明市場中，LED路燈是所有LED照明應用中功率最高的，因此需要多個功率級和復雜的拓樸，以滿足功率因子校正（PFC）、總體諧波失真（THD）、85PLUS的效率等標準和法規(guī)，以及多串LED電流恒定的要求。

　　劉學超也認為：“要解決LED路燈的電路可靠性問題，必須從驅(qū)動拓撲結(jié)構(gòu)進行改進，提高效率，減少元器件數(shù)量，另外也可進一步減少成本?！?

　　LED路燈驅(qū)動方案推薦

　　針對上述問題，相關半導體業(yè)者極力發(fā)展復雜性較低的功率級和高集成度解決方案產(chǎn)品，一方面能夠滿足高效率和低BOM成本要求，另一方面還能滿足全球能效標準和法規(guī)要求。

　　韓國飛兆半導體副總裁趙東輝指出，針對LED路燈的需求，飛兆半導體近期發(fā)布了一個四通道電流控制IC產(chǎn)品（FAN7346），它帶有簡單的LED串正向電壓回饋功能，可以替代復雜的次級DC-DC模塊，且該產(chǎn)品兼容反激式或半橋轉(zhuǎn)換器以及派生拓樸，可提供仿真和PWM調(diào)光功能。
　　韓國飛兆半導體副總裁趙東輝

　　此外，飛兆半導體還提供高集成度功率開關解決方案（FLS1600-2100XS），通過在單一封裝中集成兩個高壓MOSFET,并使用LLC諧振半橋控制器，來降低BOM成本。飛兆半導體的CRMPFC控制器IC產(chǎn)品FL7390B/C則能提供用于高功率因子和低THD應用的低功耗解決方案。這個控制器通過軟啟動功能和第二OVP功能來消除Vout過沖，從而提高了系統(tǒng)可靠性。

　　目前數(shù)家歐洲和中國客戶已開始使用飛兆半導體用于街燈照明和大功率戶外照明應用的大功率解決方案，PFC控制IC和LLC諧振半橋控制IC是主要的交貨產(chǎn)品。

　　飛兆半導體趙東輝指出，如果僅僅關注成本，會再次導致低質(zhì)量和低可靠性的問題，而這正是飛兆半導體極力避免的，因此飛兆半導體的新產(chǎn)品相當注重簡化系統(tǒng)、提高效率、降低THD的發(fā)展趨勢。

　　他表示，系統(tǒng)效率與成本相關，針對特定的功率拓樸，如果選擇較高級別的元器件，能夠輕易提高效率。因而第一步是挑選適合系統(tǒng)的最佳拓樸，第二步是找到能夠支持你的目標拓樸的最佳解決方案供貨商。

　　為了更好地實現(xiàn)節(jié)能要求，業(yè)界對超高能效的LED路燈（如能效高于90%）方案非常有興趣。針對這一需求趨勢，安森美半導體鄭兆雄表示，要提供這樣高的能效，需要采用高能效的電源拓樸結(jié)構(gòu)，如諧振半橋雙電感加單電容（LLC）拓?結(jié)構(gòu)，從而充分發(fā)揮零電壓開關（ZVS）的優(yōu)勢。

　　在這類要求超高能效的更大功率（如50W至250W）LED區(qū)域照明（如LED路燈）應用中，安森美半導體的NCP1607PFC控制器和NCP1397雙電感加單電容（LLC）半橋諧振控制器，能用于功率在50到300W范圍的高能效LED街道照明應用。NCP1397則是最新高性能諧振模式LLC控制器，集成了600V高壓浮動驅(qū)動器，支持50到500kHz的高頻工作，內(nèi)置高端和低端驅(qū)動器，支持可調(diào)節(jié)及精確的最低頻率，提供極高能效，并具備多種故障保護特性。

　　劉學超也表示：“TI為了滿足高質(zhì)量LED路燈市場的要求，推出了新一代多串變壓器LLC諧振半橋LED驅(qū)動控制器UCC25710.它通過多串LLC諧振電路可以實現(xiàn)多串LED的恒流，只需要PFC電路加上LLC多串恒流電路，這樣可以提高效率，減少器件成本并提高LED路燈可靠性，同時帶有PWM接口。”

　　LED路燈未來趨勢

　　針對提升LED路燈質(zhì)量的議題，安森美半導體電源及便攜產(chǎn)品全球銷售及營銷高級總監(jiān)鄭兆雄提出他的看法，在LED路燈應用中，一種常見的電源架構(gòu)是“功率因子校正（PFC）+恒壓（CV）+恒流（CC）”的三段式架構(gòu)。這種架構(gòu)中，交流輸入電源經(jīng)過功率因子校正和隔離型直流-直流（DC-DC）轉(zhuǎn)換后，輸出24至80Vdc的固定電壓，提供給后面內(nèi)置DC-DC降壓轉(zhuǎn)換電路的恒流LED模塊。

　　這種架構(gòu)的設計提供了能夠現(xiàn)場升級的模塊化途徑，可根據(jù)實際需求，靈活改變LED光條數(shù)量，從而增加或減小光輸出，滿足具體區(qū)域照明應用要求。
　　在這種模塊化途徑下，一項設計能夠擴展用于多種光輸出等級。而且隨著LED光輸出性能增強，LED模塊要提供相同光輸出等級，所需采用的燈條就更好。而每個燈條都設有一個專用的DC-DCLED驅(qū)動器，安森美半導體的CAT4201高能效降壓LED驅(qū)動器便是適用的解決方案。CAT4201專門優(yōu)化用于驅(qū)動大電流LED,采用具有專利的開關控制算法，提供高能效及精確的LED穩(wěn)流（可達350mA）。CAT4201可采用最高36V的電源電壓供電，并兼容于12V和24V標準照明系統(tǒng)。安森美半導體鄭兆雄表示，也由于安森美半導體的LED路燈解決方案具有高性能、高能效及高可靠性，因此目前已贏得了眾多的客戶design-win.

　　TI劉學超也認為：“未來LED路燈的發(fā)展趨勢有以下幾點：1）單路高壓是未來發(fā)展方向，這樣可以減少驅(qū)動電源的復雜性，降低成本。UCC25710同樣是一個很好的能滿足單路高壓電路的控制器；2）路燈系統(tǒng)智能化需求量增加，需要跟網(wǎng)絡聯(lián)系在一起；3）模塊化是另外一個趨勢，通過模塊設計降低維護成本?！?

　　億光照明產(chǎn)品經(jīng)理RussELlHuang

　　以上是從半導體業(yè)者的角度來討論觀察LED路燈質(zhì)量的提升，接下來看看LED封裝業(yè)者在此方面又有何著力。億光照明產(chǎn)品經(jīng)理RussellHuang指出，LED路燈質(zhì)量與壽命的主要關鍵在于LED,此外，經(jīng)過精心構(gòu)思與設計的光機系統(tǒng)能夠提供真正有效率且節(jié)能的照明解決方案，輔以模塊化的設計概念，客戶可以輕易地進行維修保養(yǎng)與更新，在效能/價格比上更是最佳的選擇。億光目前在歐洲、北美、臺灣、中國大陸等地區(qū)皆創(chuàng)造了許多成功的LED路燈應用案例。

　　根據(jù)統(tǒng)計，中國目前有各類型路徑超過1億盞，每年新增路燈需求都在2000萬盞以上，且呈不斷上升趨勢。中國許多中大城市都在試驗LED路燈，如果能夠更好地解決LED路燈標準化問題，切實提高LED路燈設計的可靠性，并降低LED路燈的價格，未來幾年中國市場對LED路燈的需求將大幅上升。