| LED是点光源，不同于目前市场上的节能灯或白炽灯。点光源顾名思义也就是一个点发出的光亮，而这个点发出光还同时具有另一个重要特征，那就是只有一方向上有光(所有传统的背面反光罩对于LED本身来说是没有任何意义的)。如果我们想要用这种特殊的光来做照明使用，就必须对这个光进行一定的处理，才可以达到我们的要求和目的，所以我们要加上光学设计，把这个相对集中的点光源变成具有一定角度的散光，这也就是大家所熟悉的草帽LED，草帽LED是专业用于照明设计的一种封装形式，一方面它可以让光线从一个集中的点光源变成具有一定角度的散光源，另一方面，它具有更少的光衰效果，而让更多的光透射出来为我们所用。
虽然(ran)草帽(mao)LED在(zai)光学角(jiao)度(du)上(shang)有了(le)质(zhi)的(de)(de)飞跃，但(dan)相对我(wo)们所熟悉的(de)(de)面(mian)光源(yuan)来(lai)(lai)讲，它(ta)依旧是(shi)(shi)一个点光源(yuan)，因其亮度(du)过于集(ji)中(zhong)，如果人(ren)眼(yan)直(zhi)接(jie)看向光源(yuan)，还是(shi)(shi)会对我(wo)们的(de)(de)眼(yan)睛(jing)造成一定的(de)(de)伤害。所以在(zai)LED照明(ming)(ming)应用于家庭照明(ming)(ming)灯中(zhong)，我(wo)们还要(yao)(yao)进(jin)一步进(jin)其光线进(jin)行处理(li)，再(zai)增加一定的(de)(de)光学设计，而达到人(ren)眼(yan)可以直(zhi)接(jie)观测的(de)(de)目的(de)(de)，同(tong)时柔和光线，另一方面(mian)还要(yao)(yao)再(zai)次放大其照射角(jiao)度(du)，虽然(ran)草帽(mao)LED本(ben)身已经做到120度(du)范围，但(dan)如果直(zhi)接(jie)应用于家庭照明(ming)(ming)，给我(wo)们的(de)(de)感觉是(shi)(shi)屋顶上(shang)表现出来(lai)(lai)是(shi)(shi)一片漆黑(hei)，我(wo)们要(yao)(yao)利用灯具最外(wai)面(mian)的(de)(de)透明(ming)(ming)罩把光线再(zai)次分散开(kai)来(lai)(lai)，从而适应正常的(de)(de)家庭照明(ming)(ming)。
大(da)功率与小功率LED的区别
随着LED技术的(de)不断发展，人们为(wei)适应大(da)面(mian)积照明而(er)研发出功(gong)率(lv)越(yue)来越(yue)大(da)的(de)单(dan)颗LED芯片，目前全(quan)球最(zui)前沿已(yi)经可以(yi)(yi)做(zuo)到单(dan)颗LED功(gong)率(lv)为(wei)200W以(yi)(yi)上，虽(sui)然功(gong)率(lv)可以(yi)(yi)做(zuo)到很(hen)大(da)，但其(qi)性价比并(bing)不佳。下面(mian)以(yi)(yi)我们以(yi)(yi)常(chang)见的(de)几种LED为(wei)例(li)做(zuo)一(yi)个分析。
目(mu)前业内大量使(shi)用的(de)都是单颗0.06W功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)，其亮度(du)最大可(ke)以做到(dao)(dao)7LM，我们暂(zan)按普通的(de)做到(dao)(dao)6LM计算，如(ru)果要(yao)(yao)让功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)达到(dao)(dao)1W，我们需(xu)要(yao)(yao)用17个(ge)同样的(de)LED，其总亮度(du)为17*6=102LM，也就是说可(ke)以做到(dao)(dao)100LM/W，如(ru)果我们采(cai)用单颗芯(xin)片为1W的(de)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)，其输出的(de)亮度(du)最高做到(dao)(dao)80LM，常用的(de)一般在60LM左右，这是亮度(du)上的(de)一个(ge)主要(yao)(yao)区别，由此可(ke)见(jian)，对于家庭使(shi)用来讲，我们还(hai)是要(yao)(yao)选择小功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)的(de)LED比较合(he)适。
从产品成本(ben)角(jiao)度讲，LED驱动(dong)电(dian)源成本(ben)要高于小(xiao)功率的成本(ben)，这来自(zi)(zi)于两个方面，一是(shi)LED本(ben)身的造价，二是(shi)大功率的LED要加(jia)铝散热片，小(xiao)功率只要用普通(tong)电(dian)路板，加(jia)上自(zi)(zi)然散热就可以达(da)到要求。
从(cong)产品日后维护(hu)成本来看(kan)，如果我(wo)们(men)的(de)灯具在使用中(zhong)出现故障，可(ke)以找任何(he)一(yi)(yi)(yi)家电(dian)器(qi)修(xiu)理店(dian)去更(geng)换损坏的(de)LED，一(yi)(yi)(yi)颗0.06W的(de)LED成本最多1元(yuan)(yuan)钱，加上维修(xiu)费也不超过5元(yuan)(yuan)，如果是更(geng)换1颗1W的(de)LED，LED成本就要(yao)8元(yuan)(yuan)，加上维修(xiu)费用就要(yao)15元(yuan)(yuan)左右。而(er)相对(dui)来讲(jiang)，小功(gong)率的(de)LED市场(chang)上随(sui)便一(yi)(yi)(yi)个电(dian)子市场(chang)都可(ke)以采购到(dao)，大功(gong)率的(de)则不一(yi)(yi)(yi)定哪里都可(ke)以买到(dao)。
LED走向大功率是(shi)一个市场趋势(shi)，也是(shi)未来发(fa)展(zhan)的主流，但目前由(you)于技术(shu)上还未能达(da)到我们所期望的结果(guo)，从技术(shu)角度讲，目前还不太适合用(yong)于家庭照(zhao)明(ming)。
LED本(ben)身是半(ban)导(dao)体器件(jian)，所有(you)(you)半(ban)导(dao)体器件(jian)正常(chang)工(gong)(gong)作都有(you)(you)一定的(de)(de)(de)温(wen)度(du)(du)要(yao)求(qiu)，包括环(huan)境(jing)温(wen)度(du)(du)和工(gong)(gong)作温(wen)度(du)(du)。一般半(ban)导(dao)体器件(jian)正常(chang)工(gong)(gong)作的(de)(de)(de)环(huan)境(jing)温(wen)度(du)(du)都要(yao)低于(yu)80度(du)(du)，当LED内部的(de)(de)(de)PN结温(wen)度(du)(du)到达140度(du)(du)的(de)(de)(de)时(shi)(shi)候(hou)，就会(hui)失效。正常(chang)工(gong)(gong)作时(shi)(shi)其(qi)自身的(de)(de)(de)温(wen)度(du)(du)会(hui)通过(guo)引(yin)脚或(huo)专用底座散(san)发(fa)出来，进而再通过(guo)连接在引(yin)脚上的(de)(de)(de)电(dian)(dian)路板或(huo)铝基板向(xiang)四(si)周(zhou)的(de)(de)(de)空气(qi)中散(san)发(fa)出去(qu)，以保(bao)证LED的(de)(de)(de)正常(chang)工(gong)(gong)作。一般来讲单颗功率大于(yu)0.2W以上，都要(yao)采用铝基板做(zuo)散(san)热，再大功率还要(yao)增加(jia)铝壳和铝散(san)热片。当然这与(yu)整个(ge)灯内LED的(de)(de)(de)数量(liang)和密度(du)(du)有(you)(you)关(guan)，过(guo)于(yu)集中的(de)(de)(de)小(xiao)功率LED同样要(yao)考虑散(san)热设计。这如(ru)同于(yu)各位(wei)身边的(de)(de)(de)每一件(jian)电(dian)(dian)子产品，如(ru)：电(dian)(dian)视机、显示器、计算(suan)机主机等。不正确的(de)(de)(de)散(san)热设计会(hui)直(zhi)接导(dao)致LED寿命缩短(duan)和加(jia)快(kuai)光衰速度(du)(du)。
1.现(xian)在大部分的结(jie)温上(shang)限都能(neng)做到120度左(zuo)右，目前cree的应该算是较高的，为150度。
2.灯珠热阻根据封装材料结构不(bu)同而不(bu)同，有些多(duo)芯(xin)片(pian)的(de)(de)高达(da)几十(shi)，单芯(xin)片(pian)的(de)(de)一般都是个位数(shu)，顶多(duo)十(shi)几，当(dang)然这(zhei)直接关系(xi)到(dao)结温(wen)，算是关系(xi)到(dao)LED电(dian)源，光效等的(de)(de)重(zhong)要(yao)参数(shu)了。
3.目前大部分LED灯具设计寿命(ming)都是20000~50000H，这由许多因(yin)素(su)决(jue)定，首先(xian)IC等(deng)的寿命(ming)就限(xian)制了整灯的寿命(ming)。
4.结构布局上从散(san)热方面(mian)来说其实就(jiu)是接触(chu)热阻(zu)与导热瓶颈的问题，这(zhei)涉及较多，不(bu)好(hao)列出。总的来说就(jiu)是结构一体(ti)，大(da)面(mian)积良好(hao)接触(chu)。PCB上面(mian)灯珠尽量平均分布就(jiu)是了，避(bi)免热源集中。
5.驱动(dong)效率(lv)当然越高越好，布局(ju)上尽量原理最大热源(yuan)，也(ye)就是(shi)LED灯珠。可采用灌胶(jiao)等方(fang)式，达到(dao)散热固定(ding)绝缘(yuan)的(de)效果(guo)。
综合(he)考虑(lv)：良好的散热设计温升最好控(kong)制在35以(yi)(yi)下。结温80以(yi)(yi)下。理论寿命50000以(yi)(yi)上。
目前(qian)的散(san)热设(she)计难题
1.自然散(san)热受空间限(xian)制(zhi)太(tai)大(辐射散(san)热本身影响较小，且(qie)受空间尺寸限(xian)制(zhi))。
2.自然散热面积改善空间有限(xian)(对流散热有限(xian))。
3.目前都采用(yong)金属部(bu)件(jian)做散(san)热(re)(re)(re)器，较(jiao)小(xiao)空间(jian)内热(re)(re)(re)传导(dao)已经足够。(散(san)热(re)(re)(re)器温差较(jiao)小(xiao)，导(dao)热(re)(re)(re)系(xi)数(shu)影响较(jiao)小(xiao))。
4.大部(bu)分的散热设计都只能集中在灯珠选(xuan)择，散热面(mian)(mian)积，界(jie)面(mian)(mian)接触热阻(zu)，辐(fu)射散热上面(mian)(mian)。几乎(hu)穷途末路。
5.目前状况，散热设计(ji)的突破点在灯具系统的散热设计(ji)，是一个实际生(sheng)产制造，材料配件，结构造型与散热设计(ji)各种经验(yan)相结合的成果(guo)。
|
您的当前位置：