替換型LED燈管方案設計

　　隨著(zhù)LED產(chǎn)品的技術(shù)革新，LED照明已逐步在家居、辦公、公共設施建設等照明領(lǐng)域得到廣泛應用。直管型燈管作為傳統照明領(lǐng)域的一大特色產(chǎn)品，具有較高的市場(chǎng)占有率，在LED照明產(chǎn)品大規模發(fā)展趨勢下，直管型LED燈管的研發(fā)推廣也在如火如荼的進(jìn)行著(zhù)。本文介紹了一款了可取代傳統燈管的的LED燈管的設計方案，通過(guò)批量生產(chǎn)驗證，該工藝方法操作簡(jiǎn)單、可靠性高，可以進(jìn)行推廣及應用，該款產(chǎn)品可取代傳統的直管熒光燈，市場(chǎng)前景十分廣闊。

　　1、直管型LED產(chǎn)品的分類(lèi)及特點(diǎn)

　　1.1、產(chǎn)品結構特點(diǎn)分類(lèi)

　　從管型結構特點(diǎn)上看，當前市面上較常見(jiàn)的直管型LED產(chǎn)品主要有以下幾類(lèi)：①半鋁半塑型；②塑包鋁型；③全塑型；④全玻璃管型 等。

　　1.2、全玻璃型LED直管燈的特點(diǎn)

　　全玻璃型直管LED憑著(zhù)其自身的特色：外形與傳統T8（T5）光源一致，光色柔和、光效高，替換方便等優(yōu)點(diǎn)，在市場(chǎng)上的接受度越來(lái)越高，市場(chǎng)占有率也在穩步上升。目前玻璃直管型LED雖已有一定的市場(chǎng)占有率，但真正能夠直接取代傳統熒光燈，直接點(diǎn)在原有熒光燈燈具的產(chǎn)品不多，我們基于替換方便的考慮，設計制作了一種外觀(guān)與傳統直管一致的LED燈管。

　　2、LED燈管的設計方案

　　結合傳統熒光燈的外形，替換型LED燈管部件分為：驅動(dòng)設計、外殼玻璃選型、堵頭燈頭、發(fā)光器件等。

　　2.1、驅動(dòng)電路設計

　　驅動(dòng)電路是替換型LED燈管設計的關(guān)鍵，電路的接入模擬傳統熒光燈的燈絲。驅動(dòng)電源由用于降壓限流、整流濾波的主電路和具有正常點(diǎn)亮 LED 燈管和保護 LED 燈管免受瞬間高壓沖擊的作用的模擬燈絲電阻電路組成。設計方案包括用于防止燈管因電流過(guò)大和 / 或電壓過(guò)大而損壞的過(guò)壓過(guò)流保護電路、僅在高頻電流輸入時(shí)產(chǎn)生感應電壓的頻率檢測電路、用于將低頻交流電或高頻交流電轉變?yōu)闊o(wú)雜波的直流電的整流濾波電路、用于整流濾波電路輸出的直流電進(jìn)行降壓以獲得 LED 日光燈管中的 LED 燈珠組的工作電壓的 BUCK 降壓電路、用于屏蔽所述的 BUCK 降壓電路中的 PWM 開(kāi)關(guān)電路以直接控制所述的 BUCK 降壓電路工作的高頻直通電路；所述的過(guò)壓過(guò)流保護電路的輸入端接入市低頻交流電或電子鎮流器輸出的高頻交流電，所述的過(guò)壓過(guò)流保護電路的輸出端與所述的頻率檢測電路的輸入端連接，所述的頻率檢測電路的一個(gè)輸出端與所述的整流濾波電路的輸入端連接，所述的頻率檢測電路的另一個(gè)輸出端與所述的高頻直通電路的輸入端連接，所述的整流濾波電路的輸出端與所述的 BUCK 降壓電路的輸入端連接，所述的高頻直通電路的輸出端與所述的 BUCK 降壓電路的控制端連接，所述的 BUCK 降壓電路的輸出端與 LED 日光燈管中的 LED 燈珠組連接。驅動(dòng)線(xiàn)路如下圖1

　　2.2 、LED直管燈用玻管性能要求

　　直管型LED燈外殼玻璃管性能主要包括外觀(guān)效果、透光率、霧化度、耐溫耐濕性能、防潮性能、硬度、導電率、膨脹率、彎曲度、以及對整燈光色參數等方面的影響。

　　關(guān)鍵指標如下：

　?、偻庥^(guān)效果：顏色一般為乳白色，表面光滑、無(wú)氣泡、無(wú)劃痕、無(wú)雜點(diǎn)等；

　?、谕腹饴剩簻y試計算方法，用同一個(gè)發(fā)光光源在指定電壓功率下分別套用相同規格的透明玻璃管和乳白色玻璃管，用積分球測試其光電色參數測試，乳白色的與透明的光效之比即為透光率，通常情況下透光率要求在92%以上；

　?、垤F化度：將匹配的光源（燈珠）器件放在玻管內，額定電壓、功率下將燈點(diǎn)亮，看不到發(fā)光點(diǎn)（燈珠），要求整根玻璃管霧化度均勻、發(fā)光性能一致，無(wú)明顯明暗差異；

　?、苣蜏匦阅埽簩⒉ＡЧ芊旁?50℃高溫箱中，200小時(shí)后，無(wú)顏色變化，無(wú)爆裂、無(wú)變形等異常；

　?、菽退裕簩⒉ＡХ旁?0℃恒溫水浴箱中，24小時(shí)后，無(wú)顏色變化，無(wú)爆裂、無(wú)變形等異常；

　?、夼蛎浵禂挡▌?dòng)：同一批玻管的膨脹系數波動(dòng)要求控制在±1&TImes;10-7/℃；

　?、邔щ娦裕翰ＡЧ軆韧獗诰蟛粚щ?；

　?、喙馍绊懀喝榘咨９芘c透明玻璃管套用同一個(gè)光源測試光色參數，光譜、色溫、顯色指數不能有明顯差異；

　?、嵊捕龋阂訲8玻璃為例，采用通用玻璃壓力計測試垂直壓力一般要求大于300N，具體以各廠(chǎng)家客戶(hù)為準。

　?、鈴澢龋阂訲8-1.2米長(cháng)的玻管為例，一般要求彎曲度不超過(guò)3°。

　　以上性能中，透光率、霧化度、耐溫耐濕、光色影響是大多數廠(chǎng)家比較注重的。

　　2.3 、燈管設計

　　替換型LED燈管主要由：堵頭1、端頭線(xiàn)路板2、電源驅動(dòng)、發(fā)光模組3、外殼玻璃管4組成。發(fā)光模組有基板材料與貼片式LED燈珠組成，將LED燈珠均勻分布在基板中間部位。如下圖2

　　3、LED玻璃燈管生產(chǎn)方案

　　3.1 、LED燈管量產(chǎn)時(shí)存在的工藝難點(diǎn)

　　一般情況下玻璃燈管內的發(fā)光器件與玻璃管采用膠水進(jìn)行粘結的，首先，膠水固化方面存在難度。LED玻璃燈管生產(chǎn)過(guò)程中的膠水一般為硅膠，固化過(guò)程中耗時(shí)較長(cháng)，這樣在整個(gè)生產(chǎn)工藝中增加了產(chǎn)品周轉次數，各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節連接過(guò)程中流暢度受到影響，生產(chǎn)效率較低。第二，點(diǎn)膠設備，在LED玻璃燈管生產(chǎn)過(guò)程中，PCB的固定及堵頭的安裝都需要點(diǎn)膠設備配合完成，目前點(diǎn)膠設備的工藝發(fā)展日趨成熟，工藝難度相對較??；第三，在LED燈管的整個(gè)安裝過(guò)程中，電源與堵頭安裝方面最為復雜，對實(shí)現作業(yè)流水化的阻力最大。

　　3.2 、燈管生產(chǎn)工藝自動(dòng)化方案考慮

　　為解決LED生產(chǎn)工藝中存在的相關(guān)難題，實(shí)現其系統化流水化生產(chǎn)作業(yè)，必須集中精力解決上述生產(chǎn)工藝中的問(wèn)題。并且，對LED玻璃燈管生產(chǎn)工藝自動(dòng)化方案的探討也要作為工作重點(diǎn)展開(kāi)，自動(dòng)化工藝在LED玻璃管的生產(chǎn)過(guò)程中起到降低成本和提高生產(chǎn)效率的作用，各企業(yè)在相關(guān)生產(chǎn)過(guò)程中，對自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)做出了相應的規定，其中，自動(dòng)化的引進(jìn)必須簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，固定產(chǎn)品結構，保障產(chǎn)品生產(chǎn)量的大幅提升。因此，對自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)，提高產(chǎn)品產(chǎn)量的過(guò)程中必須按照固定產(chǎn)品結構，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝的過(guò)程開(kāi)展。

　　4、結束語(yǔ)：

　　本文簡(jiǎn)述了一種全替換型LED玻璃燈管的設計方案，并對技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行解析，提出用模擬燈絲電阻設計線(xiàn)路、燈珠優(yōu)化排布等方案來(lái)解決技術(shù)難點(diǎn)，同時(shí)也提出采用自動(dòng)化點(diǎn)膠、自動(dòng)化裝配工藝方案，以此來(lái)優(yōu)化LED玻璃燈管設計、工藝方案，對LED玻璃燈管的量產(chǎn)推廣有一定的指導意義。