高效能電源供應器： 降低 LED 照明成本的途徑
<copied from Power Integrations Incorporated>
一般而言，藉由增加關鍵性切換開關和磁性元件的複雜性或大小 (成本也會因而增加)，可以改善電源供應器效率。 許多早期的 LED 照明電源供應器是使用傳統 two-stage 電源供應器來建置，可提供合理的效率，但成本相對較高。 設計人員了解到 LED 驅動應用的需求，不同於由 AC/DC 轉換器供電的一般設備，現在他們發現，新一代 Single-stage 電源供應器架構是許多 LED 照明安裝的理想選擇。 Single-stage 實現用低於傳統 Two-stage 方法的成本來提供優異的效率等級 (在 90% 的範圍)。此外，設計人員可以使用 Single-stage 方法達到較小的佔位面積，並增加系統壽命。
例如，較高效率電源供應器所產生的較低熱能，可以讓 LED 照明設計人員減少散熱方面投資 (這會提高外殼的成本)，特別是用在燈泡頸部的鑄造上。 在某些情況下，設計人員發現，他們可以用成本較低的陶瓷取代昂貴的鋁鑄零件，或是在一些功率較低的應用中，使用熱固性塑料鑄造零件。較低成本的 LED
較低的熱輻射量也會影響照明中單項最高成本的元件選擇： LED。 效率較高的電源供應器將會導致整個燈具或燈泡照明效率的整體提高。 這樣可以讓設計人員使用效率較低的 LED 來達到目標流明/瓦特規格，這樣往往成本更低，讓製造商更節省。 或者，電源供應器效率的提高，再加上高效率 LED，即可在極小尺寸外型中開發更亮的產品 - 在這個競爭日益激烈的市場中是很大的優勢。
較高的效率對設計中的光學也有類似的影響。LED 燈泡在光學上有兩種類型的損失： 當光線穿過玻璃時的傳輸損耗，以及移動到不同折射率 (兩個空氣玻璃界面) 的相關損失。 移到效率較高電源供應器可同時降低這兩種損失，並創造更多的設計選項。 設計人員可以選擇使用光學相同、較便宜的 LED，並產生同樣的光，或是使用較昂貴的 LED 和較便宜的光學。
效率較高的電源供應器也會影響生產程序。 當今許多 LED 燈泡都是使用灌封化合物，以促進熱氣從電源供應器較熱的元件流向外殼的低溫外圍。 通常必須塗上化合物，然後固化，這是個耗時的過程。 藉由減少熱能損失，效率較高的電源供應器可除去對灌封化合物的需求，不需要塗上化合物和固化過程，就可以減少生產過程的步驟數。 省略成型複合材料，也大大簡化了與重做相關的任何問題。 較短的生產週期時間即直接轉換成較低的單位成本。
改進的散熱特性對元件壽命也扮演著舉足輕重的角色。 幾乎所有電子元件都有與操作溫度成正比的指定壽命等級。 一般來說，我們發現額定溫度愈高，元件就愈貴。 電解電容器提供了一個極為恰當的例子。 電解電容器通常用在 LED 照明電源供應器，讓整流的波形順利進入 LED，以充分減少輸出的漣波。 通常這些裝置都額定在 85° C、95° C、105° C 及以上。 通常隨著額定溫度上移，元件的成本也會增加。 藉由使用效率較高的電源供應器以及減少燈具中的熱能損失，高效率電源供應器可讓設計人員在其設計中採用較低的額定電解電容，因此也會比較便宜。
上述任一策略對於 LED 照明解決方案的 BOM 成本，影響都不大。 但這些做法加在一起，所節省的成本相當可觀。 由於 LED 照明市場的競爭日益激烈，與採用較高效率電源供應器相關的全系統優勢，就足以決定產品在市場上是否成功。
一般而言，藉由增加關鍵性切換開關和磁性元件的複雜性或大小 (成本也會因而增加)，可以改善電源供應器效率。 許多早期的 LED 照明電源供應器是使用傳統 two-stage 電源供應器來建置，可提供合理的效率，但成本相對較高。 設計人員了解到 LED 驅動應用的需求，不同於由 AC/DC 轉換器供電的一般設備，現在他們發現，新一代 Single-stage 電源供應器架構是許多 LED 照明安裝的理想選擇。 Single-stage 實現用低於傳統 Two-stage 方法的成本來提供優異的效率等級 (在 90% 的範圍)。此外，設計人員可以使用 Single-stage 方法達到較小的佔位面積，並增加系統壽命。
例如，較高效率電源供應器所產生的較低熱能，可以讓 LED 照明設計人員減少散熱方面投資 (這會提高外殼的成本)，特別是用在燈泡頸部的鑄造上。 在某些情況下，設計人員發現，他們可以用成本較低的陶瓷取代昂貴的鋁鑄零件，或是在一些功率較低的應用中，使用熱固性塑料鑄造零件。較低成本的 LED
較低的熱輻射量也會影響照明中單項最高成本的元件選擇： LED。 效率較高的電源供應器將會導致整個燈具或燈泡照明效率的整體提高。 這樣可以讓設計人員使用效率較低的 LED 來達到目標流明/瓦特規格，這樣往往成本更低，讓製造商更節省。 或者，電源供應器效率的提高，再加上高效率 LED，即可在極小尺寸外型中開發更亮的產品 - 在這個競爭日益激烈的市場中是很大的優勢。
較高的效率對設計中的光學也有類似的影響。LED 燈泡在光學上有兩種類型的損失： 當光線穿過玻璃時的傳輸損耗，以及移動到不同折射率 (兩個空氣玻璃界面) 的相關損失。 移到效率較高電源供應器可同時降低這兩種損失，並創造更多的設計選項。 設計人員可以選擇使用光學相同、較便宜的 LED，並產生同樣的光，或是使用較昂貴的 LED 和較便宜的光學。
效率較高的電源供應器也會影響生產程序。 當今許多 LED 燈泡都是使用灌封化合物，以促進熱氣從電源供應器較熱的元件流向外殼的低溫外圍。 通常必須塗上化合物，然後固化，這是個耗時的過程。 藉由減少熱能損失，效率較高的電源供應器可除去對灌封化合物的需求，不需要塗上化合物和固化過程，就可以減少生產過程的步驟數。 省略成型複合材料，也大大簡化了與重做相關的任何問題。 較短的生產週期時間即直接轉換成較低的單位成本。
改進的散熱特性對元件壽命也扮演著舉足輕重的角色。 幾乎所有電子元件都有與操作溫度成正比的指定壽命等級。 一般來說，我們發現額定溫度愈高，元件就愈貴。 電解電容器提供了一個極為恰當的例子。 電解電容器通常用在 LED 照明電源供應器，讓整流的波形順利進入 LED，以充分減少輸出的漣波。 通常這些裝置都額定在 85° C、95° C、105° C 及以上。 通常隨著額定溫度上移，元件的成本也會增加。 藉由使用效率較高的電源供應器以及減少燈具中的熱能損失，高效率電源供應器可讓設計人員在其設計中採用較低的額定電解電容，因此也會比較便宜。
上述任一策略對於 LED 照明解決方案的 BOM 成本，影響都不大。 但這些做法加在一起，所節省的成本相當可觀。 由於 LED 照明市場的競爭日益激烈，與採用較高效率電源供應器相關的全系統優勢，就足以決定產品在市場上是否成功。