室內(nèi)LED照明創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

　　2014~2016年LED照明將步入高速發(fā)展階段，特別是適合室內(nèi)照明的平價(jià)LED光源和燈具借助新一代的LED照明將進(jìn)入量產(chǎn)。

　　困惑

　　這么多年來LED照明光源和燈具的開發(fā)、生產(chǎn)，很難使LED照明光源和燈具迅速走進(jìn)平民百姓的家庭，LED光源和燈具工作時(shí)太燙和購買時(shí)太貴成了技術(shù)發(fā)展的瓶頸，和市場(chǎng)擴(kuò)大的門檻。究其原因是大多數(shù)LED光源和燈具都采用傳統(tǒng)的LED燈珠低電壓(VF3.2V)、大電流(IF200~700mA)的工作狀態(tài)所致。為了降溫，設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的散熱器還是很難降溫，形形色色的無效散熱方法，導(dǎo)致LED照明光源和燈具成本居高不下，使LED光源和燈具的零售價(jià)格難以下降，普通百姓難以承受消費(fèi)。LED燈珠在點(diǎn)亮工作時(shí)，消耗的電能30%轉(zhuǎn)化為光能，70%轉(zhuǎn)化為熱能。因此，需要盡快導(dǎo)出和散發(fā)熱量，LED光源和燈具的散熱是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的頭等大事，LED光源和燈具點(diǎn)亮工作時(shí)溫度高了，易使LED燈珠早期老化，引起光衰，易使驅(qū)動(dòng)電源早期失效，電解電容器因高溫而干枯。低電壓大電流光源(LVLEDs)太燙成難治頑疾(圖1)。

　　三大發(fā)展趨勢(shì)

　　1. LED光源板設(shè)計(jì)從低壓趨向高壓。同功率的LED照明燈具可以用大功率的低電壓LED燈珠來設(shè)計(jì)光源板，采用大電流(200~700mA)驅(qū)動(dòng)，結(jié)果是燈腔高溫很燙，散熱瓶頸難解;采用小功率LED燈珠串聯(lián)成高電壓的HVLEDs光源板，用小電流(10~50mA)來驅(qū)動(dòng)，燈腔溫度下降很多。如小功率的LED燈絲燈甚至不需要金屬散熱器。思維的創(chuàng)新，引來新的生機(jī)。

　　改變LED光源板的設(shè)計(jì)思路至關(guān)重要。LED光源板選用小功率LED燈珠，采用多串、少并，組成高電壓(50~240VDC)、小電流(10~60mA)的HVLEDs工作狀態(tài)，可以有效降低LED光源板發(fā)燙頑疾。

　　2. LED照明的散熱機(jī)理首先是快速導(dǎo)熱，其次是對(duì)流散熱。LED照明燈具的散熱器從全金屬的走向塑包鋁和全塑料的散熱器，輕松地解決了LED燈具復(fù)雜的隔離技術(shù)問題，而且省工、省料、省成本、耐高壓。塑料散熱器正在從石化塑料趨向可分解、無公害的生化塑料。

　　3. LED照明燈具的電源因此從隔離趨向非隔離開關(guān)恒流電源和高壓線性驅(qū)動(dòng)電源，大大提高電源的效率和功率因數(shù)，節(jié)省成本。高壓線性驅(qū)動(dòng)電源還省去了變壓器、電感器和電解電容器，開創(chuàng)了LED光源與驅(qū)動(dòng)電源芯片可同時(shí)貼片的大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)先機(jī)。

　　室內(nèi)LED照明光源和燈具，采用效率較高的非隔離開關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電源，或便于自動(dòng)化生產(chǎn)的無變壓器、電感器、電解電容的高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)電源。可由此生產(chǎn)性價(jià)比好的平價(jià)LED光源和燈具。

　　LED照明燈具已經(jīng)步入新技術(shù)、新工藝、新材料、創(chuàng)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的嶄新時(shí)代，LED照明燈具的新技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)十分清晰，順之者昌。用四新理念設(shè)計(jì)產(chǎn)品方可贏得新市場(chǎng)。

　　LED燈絲與燈絲燈

　　LED燈絲與燈絲燈是近二年的技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品。LED燈絲遵循HVLEDs的原理，顛覆了傳統(tǒng)的單顆LED管芯的封裝模式，將單顆的LED封裝革新為多顆串聯(lián)的模塊化封裝，使之成為HVLEDs的模組。

　　LED燈絲設(shè)計(jì)制造有傳統(tǒng)的“固晶技術(shù)”和新興的“覆晶(Flip Chip)技術(shù)”(也稱作“倒裝” )二種不同的技術(shù)、不同的方法。這里以“固晶技術(shù)”為例。

　　新一代LED燈絲設(shè)計(jì)技術(shù)就是貫穿VF高電壓、IF小電流的HVLEDs工作狀態(tài)的創(chuàng)新理念。燈絲燈在連續(xù)工作數(shù)小時(shí)后，玻璃泡的溫度在36℃以下。

　　典型的LED燈絲設(shè)計(jì)在0.5mm X 1.2mm X 33mm的藍(lán)寶石基條上，在藍(lán)寶石的一面涂膠后，固晶無背鍍的藍(lán)光1016 LED管芯26~30顆，用金線串聯(lián)，使之成為VF=70~80V的HVLEDs，在藍(lán)寶石基條的兩端覆銀，便于通過金線連接頭尾的LED管芯，便于安裝引腳，方便LED燈絲的應(yīng)用。LED燈絲的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。LED燈絲在固晶和打金線后，必須將配制好色溫的黃色熒光粉涂覆包裹整個(gè)藍(lán)寶石基條，以防LED燈絲通電工作時(shí)的藍(lán)光泄出。LED燈絲的色溫通過在黃色熒光粉中加紅粉，不同的配比得到不同的色溫，可按需設(shè)計(jì)生產(chǎn)。