2016年仿佛一夜之间,LED行业开刷光引擎的存在感,各种充满噱头的名称满天飞舞,交流光引擎,免驱动集成COB,AC-LED,DOB等等,不论是中山的小厂,还是一些封装大腕,也都开始推出或谈论自己的光引擎产品。下游客户也从最早期的不信任和拒绝,转向接受和尝试。
跨界集成的光引擎之路
“对于光引擎产品的研制者,当然会为这种趋势感到高兴”,埃菲莱光电科技副总经理兼研发总监邵位之说。这家以自主创新技术路线的驱动IC起步的技术型公司,从2013年一路磕磕绊绊走来,从芯片发明、实现到验证,从封装工艺研磨到光电集成模组散热问题的解决,再到工程应用的可靠性提升,小小一片光引擎,凝聚的是跨越多种学科知识和经验的应用和积累。
邵位之介绍说,埃菲莱的产品开发所涉及的专业跨度大,在广度上,要考虑光学、电学、热效应,材料工艺,精密型加工,可靠性等,覆盖从技术原理到工艺,再到工程和市场应用问题;要求的知识经验范围涉及集成电路、电源、LED技术、光学、材料学。在深度上,产品开发中不但要在核心恒流源芯片,电源电路、COB工艺、散热性能,系统光效这些方面达到综合最优指标,同时还要满足外部市场的各种要求,如可靠性、安全性、标准认证等,这些内部和外部的相辅相关,有时又互相制约的因素放大了产品开发的复杂性和难度。
产品开发部经理杨奎作为埃菲莱最早的骨干研发人员,最清楚每一款打样历经了多少次反复的技术改进、工艺实验、根据来自客户反馈和市场要求的加加减减的调试。大家最记忆犹新的,是一次早期产品的debug (排错) 经历,经历了半个多月之久,把连同驱动芯片和电路系统所有元器件都反复调试了无数遍,始终找不出问题,令大家几近绝望。最后的结果则让大家啼笑皆非,居然是一个MOS管在高温环境中工作时的瞬间失效引发的,而瞬间失效的后期可恢复性使得debug过程如大海捞针。在杨奎的记忆里,早期新品打样和debug,几乎是彻夜不眠的代名词。而今天,研发部门任何一个工程师,都对问题具备了快速判断和独立排错的基本能力,经验的积累和经历的沉淀,是埃菲莱最宝贵的技术财富。
埃菲莱的光引擎产品最初是依托COB封装,将自适应恒流源芯片及其外围电路器件,和光源集成在同一块铝基板上,当时对所有技术人员来说,这是从未有过的尝试,而且,连封装用的机器都是借的。制造部总监张忠军至今还保留着一小段珍贵的视频,就是2013年第一个光引擎样品在简陋的办公室被点亮的镜头。在2015年度公司年会上,他放给大家看时,回味事业初创时的苦乐,感慨之情,溢于言表。
“第一个验证样品出结果那天,工程师们在深圳,我在北京总部,首席技术官 Richard在美国,茅教授在上海,都同时在线关注和等待这一刻,一直到将近半夜。”邵位之回忆。
那一天被点亮的,绝不只是一片简单原始的验证样品,更是创业团队的心气,是埃菲莱从此以后的技术发展道路。
埃菲莱研发部和茅于海教授技术研讨
破与立:创新与进取
埃菲莱的光引擎之路,其实是随着核心驱动芯片的更新换代发展而来的,最初的芯片支持的是球泡灯,由于达到99%的效率,当时的光效可达到130lm/W,在2013年,可谓绝无仅有的指标。后来埃菲莱进入到20-40W级别的商照系列开发,综合光品质很受高端专业照明专家的青睐,在2014年即能做到3000K色温,95显指指标下,光效仍能超过95LM/W,这样的结果,就是直接受益于驱动电源芯片的极高效率,以及COB封装工艺的精益。
2015年埃菲莱的驱动芯片进入第三代,单个电源芯片能够支撑至80W-100W功率,在综合考虑COB散热、发光面的前提下,双芯片可以支撑单片150W光引擎。当普通线性分段式恒流源IC,由于效率和驱动芯片工艺选择与系统电路设计均衡性问题,至今大部分仍然停留在单颗不足20W的功率支撑范围,埃菲莱驱动方案的单片50W光引擎产品,已经成为公司的基础功率产品,而更大功率的60W、80W、100W、120W、150W单片光引擎方案,正广泛应用于投光灯、工矿灯及路灯。