LED驱动电源行业专题研究：LED驱动电源，LED照明的“心脏”

LED驱动电源专题研究 LED驱动电源——LED照明的“心脏” 西南证券研究发展中心中小市值研究团队2023年9月 核心要点 LED驱动电源为灯具产品的核心部件，重要性突出。LED驱动电源是将电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电源供应器。通常，每一盏LED灯必须要配备一个LED驱动电源，因此LED驱动电源是LED照明灯具产品的不可或缺部分，在整灯成本中占比20-40%，其主要功能是把外部电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED照明产品发光并进行相应控制，对提升LED照明产品发光效率、产品稳定性等起关键作用。 政策+技术内外联动，助推行业迈入新征途。由LED驱动电源及其他器件组成的LED照明产品具有高效、节能、环保的使用优点，在当今全球环境问题日益突出的背景下，LED照明产品备受关注和重视。一方面，各国政府纷纷出台绿色照明相关政策，鼓励和支持LED行业发展，另一方面，LED驱动电源行业内技术不断创新发展，直击产品实际使用“痛点”，在政策和技术的双重催化下，LED照明产品或将进一步普及和推广，根据TrendForce集邦咨询数据，2027年全球LED照明市场规模有望从2022年的614亿美金增加至748亿美金，从而带动LED驱动电源行业迎来新增长，LED驱动电源行业未来想象空间巨大，或将进一步迈入新台阶。 行业市场规模有望扩大，新应用场景切入加速。2022年，受宏观经济和下游需求疲弱等多重因素影响，LED照明行业发展放缓。目前，随着LED照明行业去库存的加速推进以及宏观环境的改善，我们认为，LED照明行业复苏已初步显现，进而拉动LED驱动电源需求回暖。同时，伴随LED照明不断打入新应用场景，LED驱动电源的市场规模将持续扩大，根据GloballndustryAnalysts数据，2022年全球LED驱动电源市场规模约为210亿美元，有望于2030年达到981亿美元，CAGR达到21.2%，未来发展前景广阔，建议关注相关投资机会。 相关标的：英飞特、崧盛股份、茂硕电源等。 风险提示：国内外宏观经济波动风险、LED照明下游需求不及预期等风险。 1 目录 1LED驱动电源——LED灯具的重要“器官” 1.1LED驱动电源基本概念 1.2LED驱动电源的重要性 1.3LED驱动电源发展的双重驱动 1.4LED驱动电源的应用场景 2行业市场规模不断扩大，长期保持稳定成长 3行业相关公司梳理 2 1.1.1LED驱动电源基本定义 电源是将一次电源通过变换技术，转换为合适用电器需要的二次电源的装置或者仪器。日常中我们所使用的电能主要由机械能、热能、化学能等转化而来，直接利用发电设备将上述能量转化得到的电能称为一次电能。通常一次电能并不符合用电者的要求，这个时候就可以使用电源将一次电能转换成所需要的二次电能。 定义：LED驱动电源是电源的一种，能够把外界一次电能转换为LED所需二次电能，是将电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电源供应器。LED驱动电源的输入电能包括交流电和直流电，而输出电能一般为可随LED正向电压变化而改变电压的恒定电流。其核心元件主要包括输入滤波器件、开关控制器、电感、MOS开关管、反馈电阻、输出滤波器件等。 LED驱动电源示意图 LED驱动电源工作流程 数据来源：英飞特招股说明书，西南证券整理3 LED驱动电源常规划分 LED驱动电源按功率划分 1.1.2LED驱动电源类别丰富 LED驱动电源具有多种划分方式，通常可以分为三大类，一是开关恒流源，二是线性IC电源，三是阻容降压电源。此外，以功率划分，LED驱动电源又可分为大功率驱动电源、中功率驱动电源、小功率驱动电源；按驱动方式划分，LED驱动电源可分为恒流式和恒压式；按电路结构划分，LED驱动电源可分为电容降压、变压器降压、电阻降压、RCC降压、PWM控制式。 类型 介绍 示例 工作原理 是目前主流电源。采用变压器将高压变为低压，并进行整流滤波，以便输出稳定的低压直流电， 开关恒流源 可分为隔离式电源和非隔离式电源，隔离是指输出高低电压隔离，安全性很高，所以对外壳绝缘性要求不高。非隔离安全性稍差，但成本也相对低，传统节能灯就是采用非隔离电源，采用绝缘塑料外壳防护。 线性IC 采用一个IC或多个IC来分配电压，电子元器件种类少，功率因数、电源效率非常高，不需要电解电 电源 容，优点是寿命长，成本低。缺点是输出高压非隔离，有频闪，要求外壳做好防触电隔离保护。采用一个电容通过其充放电来提供驱动电流，电 阻容降压电源 路简单，成本低，但性能差，稳定性差，在电网电压波动时极容易烧坏LED，同时输出高压非隔离，要求绝缘防护外壳。功率因数低，寿命短，一般只适于经济型小功率产品（5W以内）。 类型 划分 应用 大功率LED 驱动电源 输出功率大于或等于100W的LED驱动电源 LED路灯、隧道灯、地铁(轻轨)灯 中功率LED 驱动电源 输出功率大于或等于25W且小于100W的LED驱动电源 工厂车间、仓库、高棚、矿井、矿场等的生产照明 小功率LED驱动电源 输出功率小于25W的LED驱动电源 球泡灯、灯管 数据来源：21ic电子网，英飞特招股说明书，西南证券整理4 1.2.1LED驱动电源是整灯产品的核心部件 作为LED照明灯具不可或缺的一部分，LED驱动电源在LED整灯成本中占比达到20%-40%，在中、大功率LED照明产品的整体成本中占比相对较高。而LED灯就是发光二极管，是采用固体半导体芯片为发光材料，具有节能、环保、显色性与响应速度好等优点。作为现代社会普遍使用的一类灯具产品，与传统的照明灯不同，LED照明灯具的生产工艺流程主要有裁线、焊灯珠、做灯板、测灯板、涂导热硅胶等13个环节，每一个生产环节的工艺质量要求都及其严格。 照明灯具发展历程 LED灯工艺流程 裁线焊灯珠、做灯板测灯板涂导热硅胶 固定灯板 装箱、入库 焊接导线固定反光罩装玻璃罩 检验、贴标签 测试、老化 连接电源线 装堵头 数据来源：搜狐网，西南证券整理5 LED照明产品示例 1.2.2LED驱动电源深刻影响LED照明产业发展 LED驱动电源主要是与LED光源、壳体等配套组合成为LED照明产品，是LED照明产品的核心部件。一般情况下，每一盏LED灯必须要配备一个LED驱动电源。LED驱动电源的主要功能是把外部电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED照明产品发光并进行相应的控制，对提升LED照明产品发光效率、产品稳定性、可靠性和使用寿命起关键作用，深刻影响着LED照明产品的性能和质量。据绝大多数路灯制造厂商内部品质统计数据显示，LED路灯、隧道灯故障原因中接近90%为驱动电源故障和不可靠，因此LED驱动电源是影响LED照明产业发展的关键因素之一。 某LED灯具产品结构图 数据来源：找大屏公众号，西南证券整理6 健康光线不含紫外线和红外线，不产生辐射 使用寿命长LED灯无灯丝，无玻璃灯泡，不易破碎，寿命可达50000小时 高效节能工作电压低，使用直流驱动，功耗低，使用1000小时仅需几度电 1.2.3LED灯深度契合绿色发展趋势 LED性能突出，长期发展前景乐观：近年来，随着全球气候问题日益严峻，社会大众环保意识逐渐增强，低碳经济已经成为社会发展的共识，在照明领域，全球各国也在积极探索可以实现节能减排的有效产品和途径，与白炽灯、卤素灯等方其他光源相比，LED灯是一种绿色光源，具有节能、环保、使用寿命长、响应快、色彩纯度高等优点。从长期来看，LED灯深度契合绿色发展的时代趋势和可持续发展理念，有望在健康照明、绿色照明市场中长期占据一席之地。 LED灯的优势 LED与其他光源对比情况 光源类型 发光效率 （Im/W） 寿命（小时） 有毒物质 反应速度 显色指数 白炽灯 10-15 1000 磷 快 98-100 卤素灯 10-20 4000 磷 快 98-100 荧光灯 50-80 7000-24000 汞 慢 50-90 节能灯 50-80 10000 汞 相对荧光 灯较快 65-88 高压钠灯 60-80 16000- 24000 汞 受镇流器影响 25 LED灯 80-120 25000- 50000 无 反应快 70-90 应用灵活LED灯体积小，可制成点、线、面等各种形状的轻、薄、短产品 绿色环保不含汞、氙等有害元素，有利于回收利用，无电磁干扰 数据来源：Frost&Sullivan公司，《GlobalLEDLightingandLEDDriverMarketStudy，西南证券整理7 国内外产业政策梳理 1.3.1产业政策陆续出台，驱动行业长远发展 行业政策加码，LED照明替代正当时：因具有高效、节能等性能，故LED照明是传统高耗能电源的优良替代品，在当今环境问题日益突出的背景下，全球各国日益关注节能减排，不断发布绿色照明相关政策，LED产业已成为我国的新兴战略产业之一，LED驱动电源有望充分受益于政策支持，迎来新一段上升期，产业政策的出台为LED驱动电源的长远发展提供了保障。 国内政策 时间 内容 《“十二五”城市绿色照明规划纲要》 2011.11 发展城市绿色照明，建立有利于城市照明节能、城市照明品质提升的管理体制和运行维护机制；完善城市照明法规、标准和规章制度；建立和落实城市照明能耗管理考核制度；积极使用节能环保产品和技术，提高城市照明系统的节能水平。 《“十三五”城市绿色照明规划纲要》 2017.12 提出积极推进LED等绿色照明产品在城市照明中的应用，到“十三五”期末，城市道路照明装灯率应当达到90%；道路照明主干道的亮灯率应达到98%；次干道、支路的亮灯率应达到96%到2020年底，新、改（扩）建城市景观照明中LED产品应用率不低于90%；新、改（扩）建道路照明中LED路灯应用率不低于50%；全面建设智能化管理系统，全国地级及以上城市和东中部地区县级市智能化控制覆盖率应达到80%，新、改（扩）建照明项目智能化控制技术应用率应达到100%。 《关于印发城乡建设领域碳达峰实施方案》 2022.06 加强城市照明规划、设计、建设运营全过程管理，控制过度亮化和光污染，到2030年LED等高效节能灯具使用占比超过80%，30%以上城市建成照明数字化系统；推进绿色低碳农房建设、推广使用高能效照明、灶具等设施设备。 国内政策 时间 内容 《照明能效指南》 2018 新兴国家可通过上述指南逐步淘汰低效照明，加快向高效照明转变。 EU2019/2020 2019 最大类别的含汞光源线性荧光灯于2023年9月前被禁止使用 AB2208法案 2022 从2024年开始，加州将逐步淘汰紧凑型荧光灯和线性荧光灯，同时该法案也是一项重要气候保护措施，将显著节省电力和二氧化碳排放量，减少荧光灯的使用，加速LED照明的普及。 数据来源：崧盛股份招股说明书，崧盛股份2022年年报，英飞特2022年年报，西南证券整理8 1.3.2技术水平逐步提升，未来发展方向明确 随着现代社会对照明要求的提升以及智能化、数字化技术的发展，LED驱动电源行业技术水平不断提高，成本逐步下降，性价比进一步提升，目前技术已涵盖电力电子技术、热设计等技术的综合运用，未来LED将继续向高可靠性、高适应性、智能化&数字化和高效节能方向发展以充分提升用户照明体验。 高可靠性：与通信、消费电子等其它电源领域相比，LED驱动电源面临着复杂恶劣的工作环境（雷雨、潮湿等），提高电源可靠性的技术路径包括：通过拓扑结构设计减少元器件数量和半导体开关器件损耗；在控制成本的前提下合理提高元器件的应力余量；对驱动电源进行防水和散热结构设计；应对电网电压波动的特殊设计等。 LED驱动电源技术未来发展趋势 高可靠性 高适应性：LED驱动电源还具有宽输入电压（各国的用电电压范围自100V-480V不等）和宽输出电流（下游LED照明灯具厂商产品的差异化程度较大）的特点。适应性是LED驱动电源在可靠性