基于一種大功率的平板投光燈介紹

投光燈有時(shí)候也叫泛光燈，過去的理解主要是用來照亮外墻，作為一種裝飾性的照明，而且主要是商家或公家單位使用，和個(gè)人家庭沒有關(guān)系。實(shí)際上這種看法在國內(nèi)也許是正確的，但是在國外就不完全是如此。我們知道，在國外，尤其是美國，所有私人住宅都是單獨(dú)的房子，或者國內(nèi)叫做“別墅”的房子。在這種住宅里這種投光燈就有很多用途：

1.可以用來照亮車道。因?yàn)樵趪膺M(jìn)出都靠私家車，所以車庫大門也就是整個(gè)屋子的大門，當(dāng)然邊上通常還有一個(gè)步行進(jìn)屋的大門。而這個(gè)車道通常有幾米到十幾米長。這段車道也是需要照明的，而普通的路燈通常是只照大路的，私家車道的照明是要自己解決的，這時(shí)候這種投光燈就可以派上用場。

2.用來作為后花園的照明。通常在房子的后面，總會有一個(gè)小花園，在花園里會放一些桌椅，可以在晚上納涼之用。這時(shí)候就需要有一個(gè)投光燈來照亮這一個(gè)環(huán)境。也可以采用投光燈來作為照明之用。

而且這種燈也可以用于室內(nèi)，例如

3.差不多所有家庭都有車庫，而車庫采用球泡燈照明是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，完全需要這種大功率的平板投光燈。

4.很多家庭往往還有一個(gè)地下室，地下室通常是作為儲藏室，堆放一些雜物。這個(gè)地下室的照明用一個(gè)球泡燈是不夠的，往往需要有更大功率的燈具，投光燈就是一種非常適合于這種用途的燈具。

一旦投光燈能夠用在家庭里，它的需求量就會很大了！

為了這個(gè)目的，作者就專門設(shè)計(jì)了一個(gè)110V的平板投光燈。

為什么叫“平板”

過去我們一提到投光燈馬上會想起一個(gè)四四方方的大黑盒子（見下圖）。

因?yàn)樗南旅嬉幸粋€(gè)放電源的空間，后面還要有很多很長鰭片的散熱器，它的厚度超過12cm。顯然這樣的投光燈是不可能稱之為“平板”型的。

因?yàn)槲覀儾捎昧撕芨吖庑У?a target="_blank">LED芯片，所以同樣的瓦數(shù)它的熱量很低，而不需要這樣大的散熱器，而可以采用一種稱之為“平板”型的外殼散熱器（見下圖）：

這種散熱器的厚度只有3cm，上面的鰭片高度只有5mm，所以稱之為平板型外殼一點(diǎn)也不為之過。其尺寸為20x23.5 cm,重量為1.25kg。其結(jié)構(gòu)符合IP65，可以用于室外。

什么樣的燈芯才能夠用這種平板散熱器

那么是不是所有的燈芯都可以用這種平板散熱器，或者說這種散熱器可以散多少瓦的熱？

這種外殼散熱的標(biāo)稱值是30W。但是對不同光效的燈芯，其產(chǎn)生的熱量是不一樣的為了提高光效當(dāng)然首先要采用光效越高的LED芯片越好。但是也不可能采用實(shí)驗(yàn)室里的極高光效的LED芯片而只能采用市面上已經(jīng)批量生產(chǎn)的高光效LED芯片。

我們所采用的恒流源是我們自己公司的專利芯片，這種恒流源的效率可以在很大的輸入市電電壓范圍內(nèi)一直保持99%的效率（見下圖）

藍(lán)色為恒流源本身的效率,紅色為加上整流器以后的總效率，在175V-265V內(nèi)恒流源的效率都在99%以上，即使包括整流器的效率在內(nèi)，其效率也高于98%，而且在這么寬的輸入電壓范圍內(nèi)都能保持不變。

因?yàn)檫@種平板外殼并沒有專門為恒流驅(qū)動源留出位置，所以無法采用有單獨(dú)外殼包裝的外置電源，幸好我們的恒流源不需要單獨(dú)的外殼，而且因?yàn)樾屎芨?，所以可以直接和LED芯片放在同一塊鋁基板上，而不會由于恒流源本身的功耗而提升LED的結(jié)溫。這種結(jié)構(gòu)我們稱之為“光引擎”（見下圖）。

因?yàn)槲覀冞@個(gè)燈是為美國市場設(shè)計(jì)的，所以輸入電壓為110V。為了得到30W的功率我們采用了兩串LED并聯(lián)的連接方法。每串有60顆LED。工作電流為100mA。

整燈的光電性能

一開始就做了兩個(gè)燈。第一個(gè)燈是30W(實(shí)測33W)的，它測出來的光效只有117.81lm/W。整燈的流明數(shù)為4000lm。為了要了解這種平板散熱器的散熱性能，我們測試了它在33W時(shí)的溫升。在點(diǎn)亮一個(gè)小時(shí)以后，其外殼溫度為46度，而鋁基板溫度為50.8度。所以溫升還是比較低的，證明了這種平板散熱器完全可以用在33W。如果采用更高光效的光引擎，甚至50W也是可能的。后來為了提高光效，就把這個(gè)燈的功率降低為20W?？梢钥闯鏊膶?shí)測功率是19.6W，輸出2947流明，如果功率是準(zhǔn)確的20W，那么它的流明數(shù)就是準(zhǔn)確的3000流明，而整燈光效高達(dá)150lm/W。顯色指數(shù)也高達(dá)82?？梢詽M足大多數(shù)情況的要求。

光電性能里最重要的指標(biāo)是整燈光效，我們可以先來估算一下在通常的情況下光效是多少，我們用的3030LED芯片本身的光效最高可達(dá)170lm/W。

因?yàn)橐话愕木€性電源的效率為85%，燈殼的玻璃罩的透光率為90%，所以整燈光效應(yīng)該是170lm/Wx0.85x0.9=130lm/W。而現(xiàn)在我們實(shí)測的整燈光效高達(dá)150lm/W，這可以證明我們的恒流源的效率高達(dá)98%。因?yàn)?70lm/Wx0.98x0.9=150lm/W。

作者在alibaba.com上查了20幾個(gè)功率類似的投光燈，其光效都只有100-110 lm/W左右。只有一個(gè)日本生產(chǎn)的光效可達(dá)到140lm/W。所以可以認(rèn)為這個(gè)平板投光燈的光效是目前世界上最高的了，不過相信這個(gè)記錄很快就會被打破的，因?yàn)長ED技術(shù)的發(fā)展實(shí)在是太快了！

因?yàn)槲覀兊母吖庑в泻艽笠徊糠质怯捎诓捎昧诵矢哌_(dá)98%的恒流源，所以只要我們采用世界上光效最高的LED芯片，我們的光效仍然會比其它采用同樣光效LED芯片的燈具要高，這是沒有人可以賽過我們的！