艾睿電子胡榮華：LED球泡燈的發(fā)展趨勢 - 全文

　　胡榮華 亞太區(qū)照明應用經(jīng)理 ?艾睿電子有限公司

　　市場概述：

　　能源價格的持續(xù)上漲以及各國對于傳統(tǒng)白熾燈銷售禁令的陸續(xù)生效，使得LED照明迎來了投資發(fā)展的高潮。特別是由于去年的日本地震，導致了亞洲LED市場的爆發(fā)。

　　由于LED的長壽命特性，雖然大家一致認為集成一體化的LED燈具將是市場發(fā)展的趨勢。但由于常規(guī)白熾燈在數(shù)量上占整個燈具應用的一半還多，因此可以預見在未來的3到5年的時間里，采用傳統(tǒng)白熾燈的E14，E26，E27，B22等接口開發(fā)的LED替換燈仍然將占有市場的一席之地。

　　從市場的趨勢來看，球泡燈將會朝更便宜的價格，更高的光效、更高的可靠性和安全方向發(fā)展。

　　根據(jù)麥肯錫的市場研究報告《Lighting the Way》，LED球泡燈價格以每個季度9%左右的速度下跌。可以預見主流企業(yè)的450lm球泡燈的市場價格將會很快降到50元以內(nèi)。而這個價格也是業(yè)內(nèi)認為全面啟動民用市場的價格節(jié)點。

　　美國能源之星要求LED球泡燈的最小光效不能低于50lm/W（《10W），長期要求為70lm/W。目前市場上正規(guī)廠家的絕大多數(shù)產(chǎn)品光效普遍在在70lm/W左右。

　　安全性和可靠性是LED的生命。但由于LED市場缺乏有效的規(guī)范和監(jiān)管，每個企業(yè)的LED燈具的安全性和可靠性參差不齊。市場廠充斥著很多劣質(zhì)球泡燈。

　　廣東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局在今年8月21日通報自鎮(zhèn)流LED燈產(chǎn)品質(zhì)量省級專項監(jiān)督抽查結(jié)果，在7個地市21家企業(yè)生產(chǎn)的LED燈產(chǎn)品共23批次，產(chǎn)品不合格率為73.9 %。

　　盲目的拼價格卻忽視產(chǎn)品質(zhì)量是導致如此高的產(chǎn)品不良率的根本原因。如何用最低的成本，設計出性能優(yōu)越、可靠性好的球泡燈產(chǎn)品，是每個LED設計師面臨的挑戰(zhàn)。

　　現(xiàn)有技術(shù)路線和發(fā)展趨勢：

　　1、導熱塑料散熱器+非隔離驅(qū)動成為市場發(fā)展的趨勢：

　　現(xiàn)有的球泡燈散熱器材質(zhì)主要有三種：鋁、陶瓷和導熱塑料。而鋁又有壓鑄鋁和擠壓鋁兩種散熱器。鋁散熱器是目前市場主要采用的散熱器形式。

　　使用鋁散熱器必須配合隔離式驅(qū)動電源，并小心設計絕緣防護、安全間距以滿足安規(guī)要求。相對于非隔離式驅(qū)動電源，隔離式驅(qū)動電源效率要低5%~10%，而價格卻要貴5元左右，而且生產(chǎn)工藝也相對復雜。導致整燈成本高而光效降低。因此，越來越多的燈具廠采用陶瓷和導熱塑料散熱器的球泡燈解決方案。

　　而陶瓷散熱器相比塑料散熱器而言，存在重量較大、批次的導熱性能差異大、易碎等缺點。因此導熱塑料散熱器將會是球泡燈市場發(fā)展的主要趨勢。

　　艾睿電子的導熱塑料散熱器，擁有多項專利技術(shù)，具有散熱性能好、重量輕、絕緣性能好、阻燃（符合UL 94V0），可低溫成型等優(yōu)點。可以根據(jù)客戶的設計定制。已經(jīng)被包括Osram，陽光照明等許多客戶所采用。

　　這三種材料各有優(yōu)缺點?？偨Y(jié)如下：

?

　　2、小功率LED將主導球泡燈市場應用：

　　小功率LED在價格上比大功率LED有優(yōu)勢。多顆LED形成面發(fā)光源，可以避免眩光。因此采用多顆小功率LED作為光源仍將是LED球泡燈市場設計的主流方向。

　　對于小功率LED，艾睿電子代理的品牌如歐司朗（Osram）的Duris E5， ***億光（Everlight）的5630，7030均十分適合于球泡燈的應用。

　　3、COB（Chip on Board）封裝應用于球泡燈，簡化了設計和生產(chǎn)

　　采用COB技術(shù)可以簡化設計，提高產(chǎn)品的一致性和可靠性。采用專用的COB LED連接器可以提高生產(chǎn)效率。由于不需要額外的金屬基板，因此降低了整燈成本。

　　下圖顯示的是艾睿電子代理的CREE CXA1507配合專用COB連接器的安裝示意圖和基本性能參數(shù)。

　　4、能源之星有望廢除關(guān)于全角度發(fā)光球泡燈的要求：

　　能源之星對于LED球泡燈有全角度發(fā)光的要求，在135°到180°發(fā)光區(qū)間的光通量至少占總光通量的5%。如下圖所示：

　　要實現(xiàn)全角度發(fā)光，現(xiàn)在一般采用Remote phosphor、機構(gòu)設計和光學設計技術(shù)達到：

　　a.Remote phosphor（遠程熒光粉配合藍光LED）

　　常用的白光LED本身有熒光粉。而Remote phosphor技術(shù)指將轉(zhuǎn)換波長的熒光材料與作為光源的藍光LED分開配置。來自多個藍光LED的光線混合后照射到熒光材料上產(chǎn)生白光。（如下圖所示）
?

　　藍光LED發(fā)出的光經(jīng)過熒光粉轉(zhuǎn)換成白光，并在各個方向均勻的輻射，可以得到均勻的全角度發(fā)光球泡燈。

　　采用Remote phospor技術(shù)的球泡燈的光效比同功率的白光LED球泡燈的光效提高20%，而LED的結(jié)溫低15℃。目前，雷士照明、飛利浦照明均有采用Remote phosphor技術(shù)的球泡燈面市。

　　英特美（Intematix）是Remote phosphor領(lǐng)域的知名公司，獲得美國專利與商標局頒發(fā)的六項Remote phosphor專利。其ChromaLit（TM）品牌的Remote phosphor擴散罩已經(jīng)由艾睿電子在亞太區(qū)獨家代理銷售（如下圖）。

　　b.機構(gòu)設計

　　通過合理的機構(gòu)設計，將LED均勻分布在球泡燈的不同方向上。多顆LED在各方向同時發(fā)光以滿足能源之星全角度發(fā)光的要求。

　　通過機構(gòu)設計獲得全角度發(fā)光的球泡燈可以設計得十分巧妙和富有創(chuàng)意。但這種方式也存在設計和生產(chǎn)復雜，成本高等缺點。

　　c.光學設計

　　采用COB或普通白光LED，配合專門設計的全角度透鏡，也能設計出全角度發(fā)光球泡燈。如下為采用8顆CREE XBD配合專用透鏡設計的800lm 全角度發(fā)光球泡燈。

　　由于LED的發(fā)光角度一般小于120度，而設計全角度發(fā)光的燈具需要加大設計的復雜性并提高燈具的成本。而一般的照明應用不需要球泡燈全角度發(fā)光。因此，能源之星正在重新審視全角度放光的要求，并很有可能在年底之前廢除對LED球泡燈的此項要求。

　　5、智能調(diào)光控制用于高端球泡燈應用

　　現(xiàn)在的LED球泡燈的調(diào)光方式普遍沿用過去的可控硅調(diào)光方式?？煽毓枵{(diào)光方式存在調(diào)光線形差，調(diào)光器的兼容性差以及整體效率低的問題。在未來的高端球泡燈應用中，將會見到智能無線調(diào)光器應用于LED球泡燈。比如采用Zigbee技術(shù)用智能手機對球泡燈進行調(diào)光控制，以及根據(jù)是否有人活動、以及自然光線的強弱自動調(diào)節(jié)空間照度的智能調(diào)光球泡燈。

　　TI/SVA， NXP， ATMEL均有類似的智能調(diào)光控制集成電路方案可供選擇。

　　LED球泡燈整體解決方案

　　為了加快LED照明燈具的普及，幫助燈具廠家以最短的時間設計出符合標準和市場要求的球泡燈產(chǎn)品，艾睿電子推出了基于導熱塑料散熱器+非隔離驅(qū)動電源+小功率LED的低成本高性能LED球泡燈參考設計，可以替換25W到60W白熾燈。

?

?