技術(shù)解析：全面剖析LED射燈燈具(上)

　　1. LED光源及光學(xué)器件

　　目前的LED射燈主要采用多顆大功率LED及集成封裝LED制作，如圖5所示。

圖5：第一張為多顆大功率LED（第二、三張為集成封裝LED射燈）　　采用多顆大功率LED的方式，通常需要一個(gè)電路板將LED做電氣連接。該電路板大多使用鋁基板制作（MCPCB）；對(duì)于一些設(shè)計(jì)也有采用玻纖板（FR-4）制作，但需要專門設(shè)計(jì)散熱焊盤。然后用螺絲或膠粘的方式固定在燈殼散熱器上。多顆大功率LED制作的射燈，透鏡通常是采用對(duì)每顆LED進(jìn)行獨(dú)立配光的，再組合成一個(gè)光斑透鏡。

　　采用集成封裝LED制作的射燈，不需要電路板，可以直接將驅(qū)動(dòng)電源輸出線連接到LED燈上。同樣是采用螺絲或膠粘的方式固定在燈殼散熱器上。該種射燈的二次光學(xué)，通常采用一個(gè)透鏡或反光杯的方式進(jìn)行配光，透鏡和反光杯的高度都較高，小角度的配光有難度。

　　此外，對(duì)于大出光面得射燈，大多采用多個(gè)光學(xué)器件組合的方式完成整個(gè)燈具的二次配光設(shè)計(jì)，如圖6所示。

圖6：多個(gè)光學(xué)器件組合的射燈

　　2.LED驅(qū)動(dòng)電源

　　目前的LED射燈大多為內(nèi)置電源的自鎮(zhèn)流式射燈。內(nèi)置LED驅(qū)動(dòng)主要采用開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)，分隔離式和非隔離式。隔離電源的初級(jí)和次級(jí)形成了電氣隔離，在射燈設(shè)計(jì)時(shí)，只需要將電源初級(jí)與外殼或其它人體可接觸部分做好充分的防觸電即可，而次級(jí)通常為安全電壓，可做簡(jiǎn)單防護(hù)即可。這類電源相對(duì)安全可靠，但要求放置空間大，其轉(zhuǎn)換效率也較低。非隔離電源由于初次級(jí)之間未做電氣隔離，需在結(jié)構(gòu)上做更嚴(yán)格的防護(hù)隔離，但該類電源效率高，體積小。

圖7：電源灌膠射燈　　除開關(guān)電源外，還有多種其它LED驅(qū)動(dòng)方式，但其安全性和可靠性都較低，需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上多做努力，以滿足相關(guān)安全要求。此外，由于電源內(nèi)置，通常元器件溫度都很高，將直接影響到LED射燈的使用壽命和穩(wěn)定性。因此很多廠家都采用灌膠的方式，改善電源的散熱能力，并提高電源與散熱外殼的絕緣性，如果7所示。

　　由于LED的可控制性，因此各廠家都有開發(fā)可調(diào)光的的LED射燈?，F(xiàn)有的主要調(diào)光方式有可控硅調(diào)光、PWM調(diào)光、0-10V調(diào)光、DALI調(diào)光、DMX51調(diào)光、電力載波調(diào)光等，都是通過(guò)控制LED的驅(qū)動(dòng)電流或電壓的方式，改變LED的亮度。

　　3. 燈殼散熱器

　　燈殼散熱器是考量各廠商設(shè)計(jì)能力的主要地方。大多數(shù)廠家的散熱器都是采用鋁材質(zhì)，加工工藝有機(jī)加工及模具成型等方式。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，各廠家為了加大射燈的散熱能力，通常采用翅片的方式，如圖8所示。

圖8：帶翅片的LED射燈散熱器（左）　鑲件注塑散熱器（右）

　　另外，燈殼部分也有用導(dǎo)熱塑膠或陶瓷材料制作的，均采用模具成型的方式。這兩種材料具有良好的絕緣性能，可使產(chǎn)品具有高的電氣安全性能，便于內(nèi)部LED驅(qū)動(dòng)的安全隔離。但這兩種材料的導(dǎo)熱系數(shù)較低，不利于熱傳導(dǎo)，對(duì)于對(duì)熱傳導(dǎo)要求不高的室內(nèi)產(chǎn)品可以使用。此外塑膠材料還有重量輕的特點(diǎn)，可以使LED射燈的重量得到大幅度的減輕。