【路燈百科】改善中等功率led照明的設(shè)計

在今天的改型照明市場中，成本是最強勁的助推器之一。為什么中等功率led制造商將重點放在幫助設(shè)計人員簡化設(shè)計、減小總物料清單（bom）方面，原因眾多，成本便是其中之一。許多最新改進側(cè)重于在最小封裝中獲得最高能效和光品質(zhì)。有時，led制造商會提供有助于節(jié)省空間的高電壓版產(chǎn)品，通過在單一封裝中集成兩個led芯片來減少led數(shù)量和成本，或者提供不同芯片表面，讓設(shè)計人員根據(jù)具體應(yīng)用選擇合適的led。

工程師們一直在尋找既能簡化產(chǎn)品設(shè)計，又能降低系統(tǒng)總成本的方法。來自philipslumileds、osramoptosemiconductors和samsungelectronics的一些最新中等功率led設(shè)計便是專門針對這一要求的。

philipslumileds的luxeon35352d是中等功率led技術(shù)領(lǐng)域的最新創(chuàng)新產(chǎn)品之一（圖1）。這款led用于產(chǎn)生4000k冷白光時，能效高達140流明每瓦（lm/w）且最小顯色指數(shù)（cri）為80。它同時能將改型燈所需的led數(shù)減少50%。該器件在單封裝中集成雙芯片，降低了改型燈、消費型射燈和工業(yè)漫射燈的設(shè)計成本。這就是說，如果設(shè)計50wpar燈，則僅需四個led，如果是40wa19，則僅需六個led。據(jù)該公司介紹，這兩種設(shè)計以前需要多達14個led。

中等功率luxeon35352dled涵蓋從2700k至6500k的全部相關(guān)色溫（cct）光譜，且最小cri為80。這些中等功率led采用3535外形尺寸，工作時功率為0.5w至1w，亮度可達130流明。額定電流為100ma，最大驅(qū)動電流可達200ma。這些led滿足85°c和150ma條件下工作25，000小時的能源之星要求。

圖1：philipslumileds的luxeon35352dled涵蓋從2700k至6500k之間的全部cct光譜，且最小cri為80。

philipslumileds也開發(fā)出一款有助于簡化燈具設(shè)計的高電壓、中等功率版產(chǎn)品。luxeon3535hv高電壓led（圖2）擁有兩個關(guān)鍵優(yōu)勢：高亮度和兼容高電壓驅(qū)動器。這些優(yōu)勢會減小燈具或燈泡的系統(tǒng)bom。

照明設(shè)備制造商可將luxeon3535hvled設(shè)計到較小的高電壓驅(qū)動器中，簡化總體照明解決方案設(shè)計，降低其總成本。高電壓中等功率產(chǎn)品組合包括24v和48v零件。

根據(jù)philipslumileds介紹，采用高電壓led的主要優(yōu)勢在于，其驅(qū)動器所含元件平均數(shù)量少于20個，而標準led驅(qū)動器多達50個。這樣，既降低了bom總成本，又能減少所需的元件庫存數(shù)量。

luxeon3535hv48v版在20ma時典型流明輸出為120lm，在4000k色溫和80cri時能效為125lm/w。20ma時24vled的輸出流明為60lm，且在4000k色溫和80cri時能效為125lm/w。這些led采用1/9微色彩分檔結(jié)構(gòu)，具有3階和5階色彩精度，以實現(xiàn)嚴格的色彩控制。該公司提供24v和48v器件的lm-80數(shù)據(jù)。luxeon3535hv的應(yīng)用包括空間有限的燈具，如改型燈、射燈、壁燈、壁式掛燈、吊燈。這些產(chǎn)品可與其它3535器件互換使用。

圖2：philipslumiledsluxeon3535hv48v器件采用24v和48v的零件，在20ma電流和4000k色溫條件下典型流明輸出為120lm，流明效率為125lm/w，具有4000k的色溫和80的cri。24vled在20ma電流和4000k色溫條件下輸出流明為60lm，流明效率為125lm/w，具有80的cri。

osramoptosemiconductors的duriss5緊湊型中等功率led也是針對改型和射燈應(yīng)用解決成本和設(shè)計問題的產(chǎn)品，使用一個封裝和焊盤實現(xiàn)了三種不同的光通量和流明效率，可用于室內(nèi)線條和大面積照明。此外，這些led的使用壽命超過35，000小時，可應(yīng)對高達105°c的高溫應(yīng)用，換句話說，實現(xiàn)了更低的燈具制造成本。除了改型燈和射燈外，這些led也可用在面板燈具中。

duriss5led（圖3）具有適用于緊湊型設(shè)計的3mmx3mm方形基底面和一個小而圓的發(fā)光面，也就是說，這種燈易于組合到二次光學(xué)器件中，如透鏡和反射鏡。這種led版本眾多，其cct涵蓋2700k至6500k（白光），最低cri為90（典型值97）。

早期duriss5器件有三個版本，采用了不同的芯片表面和三種不同的亮度水平，且每個版針對不同的應(yīng)用。第一個版本適合要求從小面積空間內(nèi)發(fā)出大量光線的應(yīng)用，如射燈、led改型燈。在3000k、80cri以及150ma工作電流下，這些led擁有97lm高亮度和超過100lm/w的能效。

duriss5的第二個版本設(shè)計用于高能效應(yīng)用，其能效在65ma下達到125lm/w且3000k時輸出為24lm。目標應(yīng)用包括要求低能耗和隱蔽式單獨發(fā)光點的面板燈具、線性改型燈。第三個版本能滿足所有這些應(yīng)用要求，但為了實現(xiàn)最佳系統(tǒng)成本，能效較前兩個版本略有降低。該器件的能效達到了113lm/w，在3000k時亮度為28lm。

圖3：optosemiconductors的早期duriss5led器件可滿足三種不同亮度水平要求。

osram隨后又針對射燈和改型燈開發(fā)出另外兩種cri超過90的duriss5led器件，以使顯色更自然。這種兩芯片版本在150ma時擁有83lm的高光通量（通常在3000k時）。典型正向電壓為6.35v。

samsungelectronicsco.，ltd的中等功率lm561b也是針對不同亮度水平和較低成本的產(chǎn)品（圖4），設(shè)計用于led燈管、led環(huán)境燈、射燈和改型燈等應(yīng)用。這款led的能效為170lm/w，性能比以前規(guī)定的水平提高了6%。據(jù)samsung介紹，這款產(chǎn)品的能效在中等功率led封裝器件中是最高的。

比前代中等功率led擁有更高能效，這款新產(chǎn)品降低了能耗，提升了熱管理能力。換言之，可以使用體積更小的散熱器并實現(xiàn)更緊湊的器件，最終獲得成本更低的設(shè)計。

lm561b系列色溫范圍寬，具有三種亮度水平并可進行四分之一分檔，以獲得一致的色彩品質(zhì)或亮度。

圖4：samsungelectronics的lm561b系列色溫范圍寬，具有三種亮度水平。

lm561b還通過了全部6，000小時lm-80測試。測試結(jié)果包括tm-21數(shù)據(jù)，驗證了在150ma驅(qū)動電流和85°c工作溫度下，l70達到93，000小時。這就是說，lm561b在保持至少70%初始光輸出的輸出水平時，最少能工作93，000小時。這使得這些led燈適用于那些要求保持高流明水平的應(yīng)用。

總之，為使led在照明設(shè)備和燈具中進一步普及，led制造商正在開發(fā)擁有更高能效、更先進的特性和更多選項的中等功率led，從而幫助改進成本結(jié)構(gòu)。這些改進意味著，通過提供更簡單的設(shè)計、更好的制造工藝以及一個更小的物料清單來降低成本。