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创新技术之360度LED灯丝球泡灯 别说你还不知道
专栏:行业资讯
发布日期:2014-07-17
阅读量:968
作者:佚名
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 钨丝白炽灯行将被取消,很多人留恋用了100多年的白炽灯,LED照明灯终将取代钨丝白炽灯,这是现代科技发展的必然趋势。如今LED照明灯的节能、省电、无污染、高环保是路人皆知的了。可是因为LED照明灯的生产成本居高不下,目前LED照明灯的零售价格还难以使LED照明灯具走进千家万户;目前使用低压LED灯珠做光源的LED照明灯具散热瓶颈还没有完美的解决方案。唯有依靠LED照明灯具的系统技术革命、技术创...

  钨丝白炽灯行将被取消,很多人留恋用了100多年的白炽灯,LED照明灯终将取代钨丝白炽灯,这是现代科技发展的必然趋势。如今LED照明灯的节能、省电、无污染、高环保是路人皆知的了。可是因为LED照明灯的生产成本居高不下,目前LED照明灯的零售价格还难以使LED照明灯具走进千家万户;目前使用低压LED灯珠做光源的LED照明灯具散热瓶颈还没有完美的解决方案。唯有依靠LED照明灯具的系统技术革命、技术创新才能有所突破,才能创造新一代更合理、更有性价比的LED照明灯具,为全社会的平民百姓能享用。


  很多人希望LED灯能做得像钨丝白炽灯那样轻巧,360°全发光。这在目前低压LED灯珠为光源的LED照明灯具中还很难实现。改革LED灯珠的形状,进行创新设计正是希望之路。

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图1 LED灯珠板的散热

 

LED光源封装技术创新

  对LED光源封装技术进行创新设计是LED照明灯具走向新生的关键。目前的LED灯具大多采用低工作电压(VF=3.2V)、大电流(IF=200-700mA)的低压LED灯珠(LVLED)。LED灯珠工作时只有30%的电能转换成光能,70%的电能转换成热能,因此如果LED灯具的散热做得不好,大量热量聚积使灯腔始终处在高温环境,开关恒流电源的电解电容器中的电解液就会因高温而枯竭,导致失效;LED灯珠因长期处在高温环境中而发生早衰。

  HVLED(高压LED)灯珠技术的诞生给室内LED照明灯具带来了新的生机、新的理念、新的设计思路。由此会诞生很多奇思妙想的LED照明新产品、新灯具。HVLED的最大特点是高电压(VF=50-280VDC)、小电流(IF=20-60mA),与同样功率的 LVLED灯板相比较,它的发热要低很多。HVLED是将N颗低压LED管芯在封装时串联成高压的模块,它的应用也是十分的方便。

  LED管芯的封装从单芯封装到N颗管芯的集合封装,如COB、COF等等,又从少串多并的低压LED模块转向多串少并、多芯封装的HVLED模块。LED光源的封装技术正在不断创新之中。

 

  从应用技术的角度来看COB的LED光源板,它的中心LED管芯还是有导热困难、散热不畅的毛病,LED热量会在COB的中心聚集,因此,这种LED灯用久了,中心的LED管芯先发生光衰。多芯封装的HVLED在同样功率的灯板上可采用N颗均布技术,每颗HVLED的热量迅速被铝基板传导散发,HVLED在小电流下工作,本身的发热就低多了。这二种LED灯珠板的散热状况如图1所的描述。

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图2 ELC管芯的LED灯丝柱

 

技术创新的LED灯丝柱封装技术

  技术创新的LED灯丝柱封装技术是基于HVLED的理念而发展起来的。将N颗小功率的LED管芯串联封装在玻璃基板上,成为不同于以往的新封装。台湾晶元最早提出LED灯丝新概念,将N颗ELC的LED管芯封装在玻璃柱的基板上,用金线将它们串联成高压的HVLED模组,间隔反光镜,用黄色荧光粉涂覆外裹。图2表示ELC管芯的LED灯丝柱的结构。

  大陆LED工程师的创新设计是将N颗小功率的LED管芯直接封装在玻璃柱基板上。比如将 28颗每颗0.02W的1016 LED管芯封装在长38mm、直径1.5-1.6mm的玻璃柱基板上,采用金线串联。这个LED灯丝柱的VF=3.2X28=89.6V、 IF=10mA。LED灯丝柱的最大特点是360度全角度发光,采用高电压(75-90VDC)、小电流(10-15mA)驱动工作状态;采用高品质的 LED管芯可以生产高亮度(75-95lm)、高光效(120-130lm/W)、高显色指数(90-95Ra)、高可靠性的LED灯丝柱;对蓝色和红色的LED管芯按不同的比例混搭可以生产不同色温(2870-6020K)的LED灯丝柱。高压LED灯丝柱的结构如图3所示,在玻璃柱基板上封装LED的蓝色+红色管芯,按预先设定规则排列,两端设置引出电极,金线串联后,喷涂黄色或黄绿色的荧光粉,全体外裹。通电试验时要注意高电压的防护。这类LED灯丝柱是工作在10-15mA的小电流、小功率状态,整个LED灯丝柱处于悬空全面接触空气中,散热畅通,发热很低,基本不烫。


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图3 高压LED灯丝柱的结构

LED灯丝球泡灯

  利用LED灯丝柱来设计各种中小功率的LED球泡灯是非常容易的。以蜡烛灯为例,二根LED灯丝柱串联就可设计成360°发光的1.8W蜡烛灯,发光亮度可相当于8-10W的白炽灯(图4)。二串二并四根LED灯丝柱就可设计成360?发光的3.6W球泡灯灯,发光亮度相当于22W的白炽灯(图5)。

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图4 LED灯丝柱与蜡烛灯

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图5 360o发光的3.6W球泡灯

 

  任何白炽灯厂都可利用现有技术和流水线生产LED灯丝球泡灯,利用白炽灯原有的玻璃支架设计LED灯丝柱的连接(图4);利用白炽灯的透光过率高的特种玻璃,和自动吹玻璃球泡生产技术,设计生产酷似白炽灯的球泡罩,由此可以生产性价比好的LED灯丝球泡灯,和颇受在欧美市场青睐、利润较好的新一代玻璃装饰灯具。

LED灯丝灯泡的设计技术

  LED灯丝灯泡的设计技术包括LED灯丝柱的设计、驱动电源的设计、玻璃泡的造型设计。LED灯丝柱由LED封装厂专业设计生产,传统白炽灯厂不适宜再投资去做LED封装;白炽灯厂如有电子工程师时可以自行设计、生产驱动电源,驱动电源芯片公司一般会提供适用的、可用于生产的多种电源方案;早期可购买现成的驱动电源,以降低初期生产的风险。

 

  LED灯丝灯泡的系统结构如图6所示,由LED灯丝柱、驱动电源、玻璃灯柱支架、玻璃泡、标准灯头五金件几部分组成,都是低成本的器件,可以生产大众照明需要的平价LED照明灯具。如1.8W的LED灯丝蜡烛灯,BOM成本在RMB10元以下;3.6W的LED灯丝球泡灯,BOM成本在RMB15元以下。

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图6 LED灯丝灯泡的系统结构

驱动电源的选择

  LED光源必须用恒定直流电流来驱动,才能稳定发光而无闪烁。驱动电源的选择,建议选用非隔离开关恒流源,它的优点是效率高,PF也不错,芯片集成度高,应用电路简洁。如BP2831/2832,功能集成度高,内置MOSFET ,具有较高PF值,应用电路十分简单,周边的原器件数量只有14个,可靠性较高,具有优异的线性调整率,负载调整率,能通过传导及辐射,PCB板的面积 Φ25mm,整个电源成本在RMB2.50元以下(图7)。

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图7 BP2831非隔离驱动电源

 

小结

LED灯丝球泡灯是现代LED照明灯具百花园中一支馨香的奇皅,也符合一部分怀念白炽灯人群的需求,它一定会占领一部分市场。对于做了几十年白炽灯的生产厂商无疑是一次再次握有优势的投入LED照明行业的机会!把握机会就会使是自已的命运、自已的产业再次辉煌!

文章来源:  电源网 

 

电光源行业钼片与钨杆的焊接,钼杆与钼箔的焊接,镍杯与可伐丝的焊接,镍杯与可伐丝以及杜镁丝的焊接等都有采用逆变直流点焊机,点焊电源。特别是逆变直流点焊电源在电光源灯丝自动化焊接中应用广泛。LED灯丝球泡灯/蜡烛灯灯丝的焊接在降低成本要求情况下,实现自动化焊接是趋势,应用逆变直流点焊电源来确保自动化焊接的稳定高效也必然是趋势。

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