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板上芯片LED在照明设计中降本、节能的原理和办法

板上芯片LED在照明设计中降本、节能的原理和方法-LED 在许多方面都胜过传统照明光源,包括更高的能效、更长的使用寿命和更小的体积。 然而,成本问题却一直令许多照明设计工程师感到头疼,这也是为什么 L

  LED 在许多方面都胜过传统照明光源,包含更高的能效、更长的运用寿命和更小的体积。 可是,本钱问题却一向令许多照明规划工程师感到头疼,这也是为什么 LED 制作商要继续立异,提高规模经济的要害原因。 板上芯片 (COB) 光源模块是有助于下降本钱的最新封装办法之一。在这种模块中,LED 芯片选用半导体芯片方式,既无外壳,也不必衔接,只需直接装置到 PCB 上或许更浅显地讲,装置到基材上。 并且,这种封装方式还带来了许多相关优势,如规划更灵敏、配光更好、制作工艺更简略等。

  规划人员期望仔细考虑是否在其新一代照明规划中运用 COB LED 还有其他的原因。 在商场研讨公司 (Research and Markets) 最近供给的陈述中剖析人员指出,COB LED 归于广域光源发射器(因而,可用于高速公路和路灯照明)具有三大优势:更好的混色、更好的照明作用和低热阻要求。 该公司剖析人员指出,这些 COB LED 还能完成更高的功率密度、更高效的散热功用且仅需更小的板空间,因而能很好地合适广泛的通用照明运用。

  现在,让我们来查验几种 COB LED 产品,包含 Bridgelux 的 Vero™、 Sharp 的 Zenigata 和 Cree 的 CXA 产品,看这些产品怎么能在节约能耗、下降本钱的一起简化照明规划。

  Bridgelux (Livermore, CA) 上一年推出了高功用 Vero 系列 COB LED 阵列(图 1): 标称光通量 120 lm/W,最小均匀光通量 110 lm/W。 据报道,这项改善使其比前代产品节能约 11%。 该系列选用四面发光 (LES) 装备,作业温度规模宽。 此外,Vero 阵列供给两个 SDCM(颜色匹配规范偏差)和三个 SDCM 颜色操控选项,用以完成高精度颜色操控和均匀光照。

  

  图 1: Bridgelux Vero 系列供给 70、80、90 和 97 Décor CRI 挑选。 (暖白光光谱为 3,000 K 80 CRI,天然白光为 4,000 K 80 CRI,冷白光为 5,000 K 70 CRI。 承蒙 Intellident 供给数据)。

  据 Bridgelux 介绍,高精度颜色操控“通过在接近光源之间完成更高的一致性和均匀性来提高光照质量” 。 别的,Vero 系列超越了美国加利福尼亚动力委员会关于照明灯具的 R9 要求。

  据 Bridgelux 介绍,根据 3,000 K、80 CRI 装备且选用标称电流驱动的一切外形系数器材,其均匀输出功用为 120 lm/W。 可是,规划人员如选用低电流驱动可完成高达 140 lm/W 的输出功用。

  此外,Vero 渠道还通过板载衔接器端口完成了即插即用衔接,能让照明制作商进行无焊电气衔接、简易装置,因而有助于简化制作工艺。 具体优势包含低本钱、快速面市、更低的库存要求。

  以下为首要技能规范:

  流明输出功用规模为 240 – 16,400 流明

  CCT 在 2,700 – 5,000 K 之间可选

  CRI 可选 70、80、90 和 97 CRI Decor 产品

  三个 SDCM 规范用于完成 2,700 K 至 4,000 K CCT,并供给两个 SDCM 挑选

  可在高达 2 倍额定电流驱动下可靠地作业

  放射状芯片提高了流明密度和光束操控能力

  热阻隔式焊盘

  无焊接衔接器端口,具有即插即用衔接和现场晋级功用

  标志和 2D 条形码坐落产品上侧

  其它优势包含可兼容很多规范驱动器(350 mA 电流增量值)和光学元件,能使规划更灵敏,挑选规模更广,因而可缩短开发周期、下降本钱、削减烦人的库存问题。

  来自 Sharp Electronics Corp. 的 Zenigata COB 技能也能简化规划。该系列模块包含三种变体: Mega、Mini 和 Petite Zenigata。 Sharp 的规划将金属基材换为陶瓷基材,据该公司介绍,这种资料的“散热功用最佳且无变色”。 这就是说,能一向坚持安稳的流明输出,但无颜色改变。 均匀的 LES 简化了光学规划,一起又提高了各种不同运用中的光照质量。

  下面具体介绍 Sharp COB 模块。

  Mega Zenigata 50 – 80 W 模块节能性好,专用于高功率照明运用。 据报道,高亮 LED 可消除一个照明灯具中多个 LED 周围的光源不均匀问题。 这些模块仅答应一个灯具中运用一个 LED,既节约空间,又消除了光照不均匀问题。 Mega Zenigata 系列的封装尺度为 20 × 24,包含高 CRI 和低 CRI 两种模块且最低 CRI 功用分别为 90 和 80。 这些 COB LED 可用于室表里照明,包含修建照明、聚光灯、射灯、嵌入式筒灯、场所和物体照明。

  Sharp 针对中等尺度产品运用供给 15 W Mini Zenigata COB 系列,该系列选用圆形 8 mm LES,能够简化镜头和反射片规划。 据 Sharp 介绍,Mini Zenigata LED 的封装为 15 x 12 x 1.6 mm,表面积约为 Mega 产品的三分之一并能减小发光区域。 运用包含室内、室外照明、修建照明、阅览灯、移动照明、信号和标志灯以及场所和物体照明。

  在低功耗产品方面,4 – 6 W 的 Petite Zenigata COB LED(图 2)专门用于要求更小镜头的运用,如小型聚光灯或许轨迹灯。 这些 LED 选用 8 x 12 mm 小型封装、4 mm LES。 运用 9.6 V 产品时,可在 MR16 灯(一般需求 12 V)中选用降压型 DC/DC 转换器,而更高电压 (40 V) 的部件可简化线路电压 GU10 灯泡的驱动器规划。 这些 LED 可用于需求镜头极端紧凑的规划中,包含 MR16 替换灯、GU10 替换灯、小型轨迹灯、小型投射灯、吊灯、小型阅览灯和小型强光灯。 高 CRI 系列(最低 CRI 90)可发生 300 – 395 流明亮度。

  

  图 2: Sharp Petite Zenigata COB LED 选用 8 x 12 mm 小型封装、4 mm LES。 运用 9.6 V 产品时,可在 MR16 灯(一般需求 12 V)中选用降压型 DC/DC 转换器,而更高电压 (40 V) 的部件可简化线电压供电型 GU10 灯泡的驱动器规划(承蒙 Sharp 供给数据)。

  Cree Inc. (Durham, NC) 最近在推出 85°C 时超越 11,000 流明的 CXA3070 LED 阵列,进一步扩展了其 CXA 系列阵型。 该高光输出 LED 阵列旨在简化规划、下降体系总本钱,在 85°C 时输出到达 134 lm/W 并供给 70 – 95 之间的 CRI 挑选。 该系列 LED 在 85°C 下通过特征化和分档,支撑 ANSI 白光和 EasyWhite 色温 (2,700 K – 5,000 K)。

  CXA3070 LED 阵列具有高流明输出和高能效,可到达 8000 至超越 10,000 流明的体系功用。 也就是说,该产品可用于如高棚灯和陶瓷金属卤化物替换灯等高流明输出运用中。

  该供货商供给的 CXA 3070 阵列(下文图 3)相对光通量值指的是:CXA3070 在给定条件下安稳作业时的测量值与分档期间光通量测量值的比值(TJ = 85°C、1,925 mA 条件下的脉冲测量值)。

  例如,在 TC = 25°C、IF = 1,300 mA 安稳状态下,相对光通量比值为 80%(如图表所示)。 如过 CXA3070 LED 在分档期间的测量值为 8,500 lm,则能在 TC = 25°C、IF = 1,300 mA 的安稳作业状态下输出 6,800 lm (8,500 * 0.8)。

  

  图 3:相对光通量值的确认根据为:CXA3070 在给定条件下安稳作业时的测量值与分档期间的光通量测量值之比(TJ = 85°C、1,925 mA 条件下测得的脉冲测量值)(承蒙 Cree 供给数据)。

  Cree CXA3070 阵列的要害规范:

  支撑在 2,700 K、3,000 K、3,500 K、4,000 K 和 5,000 K CCT 条件下进行四阶、二阶 EasyWhite 分档。

  支撑在 4,000 K 和 5,000 K CCT 条件下进行 ANSI 白光分档

  最小 CRI 可选 70 或许 80

  正向电压: 38.5 V

  85°C 分档和特征化

  最大驱动电流:2,800 mA

  115° 视角、均匀色度散布

  顶部焊接衔接

  总而言之,本钱将是照明工程师一直要面临的大问题, 但随着 LED 的均匀价格下降,COB LED 将会越来越被规划人员承受,由于他们发现这些器材极具潜力,具有更好的节能作用、更强的灵敏性以及更好的光散布,终究让照明体系制作商和终究用户获益。

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