LED面板燈關(guān)鍵技術(shù)詳解
隨著(zhù)LED燈具行業(yè)的發(fā)展,作為L(cháng)ED背光衍生而出的LED面板燈,其光線(xiàn)均勻,無(wú)眩光,結構精致,得到了很多人的喜愛(ài),是現代時(shí)尚室內照明的新潮流。
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1.面板燈鋁框:
是LED散熱的主要通道,外觀(guān)簡(jiǎn)單大方,可以使用ZY0907,采用模具沖壓開(kāi)模費用低,加工費用也低;壓鑄的鋁框架IP等級可以高一點(diǎn),表面質(zhì)感好,整體美觀(guān),但是前期投入模具費用較高。
2.LED光源:
通常LED燈珠使用3528,也有人使用3014和5050。3014和5050成本低,光效略差些,關(guān)鍵是其導光網(wǎng)點(diǎn)設計困難。3528光效高網(wǎng)點(diǎn)通用性好。
3.LED導光板:
將側面LED光通過(guò)網(wǎng)點(diǎn)折射使光線(xiàn)從正面均勻導出,導光板是LED面板燈質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)。網(wǎng)點(diǎn)設計不好,看到的整體光效就很差,一般會(huì )出現中間亮兩邊暗,或者出現進(jìn)光處有亮光帶,或者可見(jiàn)局部暗區,再或出現不同角度亮度不一致。要提高導光板的光效主要靠網(wǎng)點(diǎn)的設計,其次是板材的質(zhì)量,但是沒(méi)必要迷信一線(xiàn)名牌的板材,合格板材之間的透光率通常相差無(wú)幾。一般的小LED燈工廠(chǎng)都是直接買(mǎi)公用的導光板使用,就不需要重新打樣設計,較多廠(chǎng)家使用的公版通常質(zhì)量合格。
4.LED擴散板:
將導光板的光均勻的導出,還能起到模糊網(wǎng)點(diǎn)作用。擴散板一般使用亞克力2.0的板材或PC 料,差點(diǎn)的就是PS材料,亞克力的成本較低且透光率比PC高稍高,亞克力脆抗老化性能弱,PC的價(jià)格稍為昂貴,但抗老化性能強。擴散板在裝上以后不能看到網(wǎng)點(diǎn),且透光率要在90%左右。亞克力透光率在92%,PC為88%,PS大概也就80%,大家可以根據需求進(jìn)行擴散板材料的選擇,目前多數廠(chǎng)商都是采用亞克力的材料。
5.反光紙:
將導光板背面余光反射出去以提高光效,一般為RW250。
6.后蓋板:
主要作用就是密封LED面板燈,一般用1060鋁,還可起到一點(diǎn)的散熱作用。
7.驅動(dòng)電源:
目前有2種LED驅動(dòng)電源,一是使用恒流電源,此模式效率高,PF值高達0.95,性?xún)r(jià)比高;二是使用恒壓帶恒流電源,性能穩定,但是效率低,成本高,一般使用這種電源主要是出口,對方要求有認證的要求,須使用有安規的電源。其實(shí)家庭使用恒流電源是很安全的,因為用戶(hù)都難以接觸到電源,而燈體本身使用的是安全的低壓電。
8.安裝掛件:
懸吊鋼絲、安裝支架等用于安裝固定的配件。
從質(zhì)量控制的角度來(lái)說(shuō),為提高光效把追加的錢(qián)花在LED光源與LED導光板是最有效的,從市場(chǎng)銷(xiāo)售的角度來(lái)說(shuō),把追加的錢(qián)花在鋁框蓋板掛件等方面可以提升產(chǎn)品檔次。
LED面板燈的三大關(guān)健技術(shù)
光性能(配光):LED面板燈的光學(xué)性能主要涉及到光度、光譜和色度等方面的性能要求。根據最新行業(yè)標準“半導體發(fā)光二極管測試方法”,主要有發(fā)光峰值波長(cháng)、光譜輻射帶寬、軸向發(fā)光強度角、光通量、輻射通量、發(fā)光效率、色品坐標、相關(guān)色溫、色純度和主波長(cháng)、顯色指數等參數。LED面板燈常用的白光 LED,色溫、顯色指數和照度就尤為重要,它是照明氣氛和效果的重要指標,而色純度和主波長(cháng)一般沒(méi)有要求。
LED行業(yè)內的主流做法是在封裝LED芯片形成光源或光源模組以后,在做成燈具的時(shí)候再進(jìn)行配光,這樣采用的是原有傳統光源的做法,因為傳統光源是 360°發(fā)光。如果要把光導到應用端,目前飛利浦的傳統燈具做到最好的一款,光損失也達到40%。而我們國內眾多的LED下游廠(chǎng)家應用的燈具光學(xué)參數其實(shí)都是芯片或者光源的光學(xué)參數,而不是整體燈具的的光學(xué)指標參數。
如何更好的提高光的性能,全球最新技術(shù)是在芯片封裝上就做配光,一次把芯片的光導出來(lái),維持最大的光輸出,這樣光損率只有5%-10%。隨著(zhù)技術(shù)的不斷改進(jìn),光損率將會(huì )越來(lái)越低,光源的光效會(huì )越來(lái)越高。同樣配有這樣的光源燈具無(wú)需再做配光,相對的燈具效率將會(huì )大大提高,使之更為廣泛地使用到功能性照明之中,形成相當規模的市場(chǎng)渠道。因此一個(gè)好的LED供應商,是我們當務(wù)之急,我們沒(méi)必要花高代價(jià)去研究我們的LED如何去配光為好,也不需要花很多時(shí)間和經(jīng)歷讓工程師去用軟件仿真,最簡(jiǎn)單的方法就是讓LED白光供應商來(lái)配合。要知道,我們的工程師如用軟件去仿真,那么必需的動(dòng)作就是輸入和輸出。輸入即前期的數據導入,輸出則仿真的結果,那么要求前期的數據必須準確無(wú)誤后端的仿真才能正確。
熱性能(結構):照明用的LED發(fā)光效率和功率的提供是LED產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵之一,在此同時(shí),LED的PN結溫度及殼體散熱問(wèn)題顯得尤為重要。PN結溫與燈體溫度差異越大,那么熱阻越大,隨之光能被轉換成熱能白白消耗掉,嚴重時(shí)LED損壞。一個(gè)好的結構工程師,不僅要考慮燈具的結構與LED的熱阻,還要考慮燈具的外形是否合理、時(shí)尚、新穎,當然還有可靠性和可維護性以及實(shí)用性,既要站在設計者的角度去思考,又要站在用戶(hù)的角度去考量產(chǎn)品。
當今常見(jiàn)的技術(shù)就是利用鋁基板來(lái)封裝,鋁基板封裝的芯片散熱和光轉換效率都存在技術(shù)核心瓶頸,不能有效地控制結溫和穩定地維持高功率的光輸出,并且應用會(huì )因為芯片光效越高,所需的鋁基板面積就越大,會(huì )加大成本和應用體積,極為不便。所以如何走出此誤區另辟新路是新的技術(shù)核心特點(diǎn)。在保持低成本和被動(dòng)散熱方式的前提下,利用高導熱介質(zhì),通過(guò)嶄新的器件/燈具整體結構,降低熱阻,降低PN結結溫,使PN結工作在允許工作溫度內,保持最大量光子輸出,其起碼的要求如下:
?。?)超低熱阻材料,快速散熱整體結構技術(shù);
?。?)高導熱、抗UV封裝技術(shù);
?。?)應用低環(huán)境應力結構技術(shù);
?。?)整體熱阻《20K/W,結溫《80度;
?。?)LED光源照明模組工作溫度控制在65℃以下。
電性能(電子):如果把一個(gè)照明燈具比喻成一個(gè)少女,那么配光是她的內涵、結構則是她的容貌、電子就是她的心臟。(吸引人們眼球的總是那些外表美麗、時(shí)尚的美女們,產(chǎn)品亦是如此)。人沒(méi)有心臟則沒(méi)有生命,燈具沒(méi)有電子則不成電源,一個(gè)好的驅動(dòng)電源也能決定一個(gè)產(chǎn)品的壽命。電子方面的標準和參數往往要比結構復雜得多,前期的研發(fā)精力投入也比較大。目前的技術(shù)走向和更新是日新月異,一天一個(gè)樣,工程師們得花很大的精力去學(xué)習、吸收、分解、應用新技術(shù)。電子設計的前期計劃,中期實(shí)施,后期的成型整個(gè)過(guò)程需形成文件、形成數據這也是設計中最繁瑣的事情。比如:一個(gè)電源設計時(shí)的一個(gè)前期方案,產(chǎn)品簡(jiǎn)介、標準規范依據、安全規格依據、電性能期望值、工藝要求、原材料評估、測試方法等等都要形成系統文件。
在LED驅動(dòng)電源領(lǐng)域,如今作為行業(yè)領(lǐng)頭羊的茂碩電源公司的發(fā)展之路,充滿(mǎn)著(zhù)傳奇色彩。
LED驅動(dòng)電源作用強大
LED電源作為L(cháng)ED燈的核心部件,猶如LED的心臟,LED驅動(dòng)電源的好壞直接決定了LED燈具的好壞。
首先,在結構設計上,室外LED驅動(dòng)電源必須有嚴格的防水功能,否則,無(wú)法承受外界惡劣的使用環(huán)境。
其次,LED驅動(dòng)電源的防雷功能也至關(guān)重要。外界工作時(shí)難免遇到雷雨天氣,如果驅動(dòng)電源無(wú)防雷功能,將直接影響LED燈具壽命,增加燈具維護成本。
最后,在原材料的選用上,其可靠性必須滿(mǎn)足其壽命需求,功能特性需足夠的好。
目前LED芯片理論壽命大約是10萬(wàn)小時(shí),而業(yè)界元器件壽件如要與之匹配,關(guān)鍵元器件的選擇必須經(jīng)過(guò)完善的DMT、DVT的驗證管理,以保證長(cháng)壽命及產(chǎn)品可靠性要求,否則電源壽命不夠,燈具壽命也就無(wú)法實(shí)現。
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