標準LED VS 高能LED
不過(guò)盡管這些優(yōu)點(diǎn)得到業(yè)界出版物的褒獎、反映出頂尖LED廠(chǎng)商在高能LED方面的努力,高能并不一定是所有照明應用下的首選。事實(shí)上,標準LED技術(shù)能夠在很多情景下提供與之相當的亮度表現,并顯著(zhù)改善成本、設計和性能表現。
為了說(shuō)明標準LED陣列能比單個(gè)高能LED提供更好的設計流程、節省成本和空間,我們來(lái)考慮一個(gè)需要90流明亮度的理論環(huán)境。該亮度可以通過(guò)一個(gè)1W高能LED實(shí)現,也可以通過(guò)六個(gè)標準LED組成的陣列實(shí)現(圖 1)。
標準LED陣列的設計流程遠比高能LED簡(jiǎn)單,因為它對熱管理的要求低很多。在我們的例子中,1W LED需要350mA電流,而六個(gè)LED組成的陣列只要120mA.
高能技術(shù)需要散熱片和MCPCB板來(lái)確保溫度不會(huì )對功效、LED壽命或色溫造成影響。標準LED不需要散熱片、MCPCB、電容或電阻,因此設計、測試與生產(chǎn)都比較簡(jiǎn)單。這一簡(jiǎn)化流程不僅節省了時(shí)間和開(kāi)支,也加快了產(chǎn)品上市速度。
節省成本
高能LED的熱管理需求可能顯著(zhù)增加開(kāi)支。其中最貴的是散熱片,它的材料可能是相對便宜的鋁,也可能是傳導更好但也更貴的銅或銀。這些昂貴的材料可能會(huì )為高能產(chǎn)品帶來(lái)1-10美元的額外成本,而標準LED設備可以省去此成本。
類(lèi)似的還有高能LED需要MCPCB作為被動(dòng)冷卻技術(shù)控制溫度。這些電路板比標準LED所用的FR4 PCB散熱效果更好,但也更貴,因為MCPCB需要導熱更好的材料。MCPCB的成本也因此可能比FR4 PCB高五倍。采用FR4 PCB、省去昂貴散熱片并簡(jiǎn)化設計有望縮減60%的成本。
節省空間
最后,如果設備內部空間有限,標準LED常常是最好的選擇。就像上文所提到的,高能LED需要散熱片、體積更大的冷卻技術(shù)。它們的主要任務(wù)是提供更大的表面積以利對流和輻射散熱。更大的表面積可以提高散熱效率,但也讓高能LED變得更笨重,這可能對空間有限的產(chǎn)品造成設計障礙。
標準LED矩陣一般也不需要更占體積的驅動(dòng)器、電容和電阻,相比高能LED能夠節省最多50%的空間。對于空間有限的應用來(lái)說(shuō),一組標準LED有望在相同的亮度下比高能LED節省很多空間。
應用需求
那么如何判斷是一個(gè)高能LED還是多個(gè)標準LED的組合更適合特定應用呢?對于有些設計來(lái)說(shuō),結果是很明顯的。
小體積、電池驅動(dòng)或便攜式設備,例如消費類(lèi)電子產(chǎn)品、重點(diǎn)照明或者標準指示燈長(cháng)期以來(lái)都在使用標準LED,未來(lái)很可能也會(huì )繼續用下去。而通用室外照明、大面積室內照明(追蹤照明、替代燈泡)和車(chē)前燈則會(huì )繼續使用高能LED技術(shù)。
但其它應用則處于灰色地帶,需要悉心考量,比如箱內、內外部標牌等小空間照明以及醫用設備和工控狀態(tài)指示燈(圖 2)。
劃分應用
LED廠(chǎng)商可以幫助客戶(hù)走出灰色地帶,選擇真正適合自己的技術(shù)。比如有一家家電廠(chǎng)商正在設計冰箱內照明系統。最初設計需要三個(gè)1W的高能LED才能滿(mǎn)足亮度需求。
Lumex提供了由18個(gè)標準的高亮度、特制透鏡5mm LED構成的陣列。由3個(gè)高能LED換成18個(gè)標準LED以后,該家電廠(chǎng)商節省了50%的成本,并且不需要在冰箱內額外增添散熱設備。
高能技術(shù)有時(shí)也是首選。有一家校準監測系統供應商找Lumex分析自己目前的3x3英寸板。該板采用36個(gè)1/4W標準表面安裝LED.Lumex重新定制了一套由9個(gè)1W高能LED組成的方案,沒(méi)有改變功耗需求。盡管增加了MCPCB,該方案還是節省了25%的成本和15%的空間。
正確的選擇
為產(chǎn)品選擇最佳LED解決方案的最好辦法就是聯(lián)系你的供應商,對方應該有大量標準LED和高能LED可供選擇。該供應商應該花時(shí)間了解你的特定技術(shù)需求和應用需求,而不是隨便給一個(gè)通用方案。
好的供應商應該查明應用所需的最低/最高輸出、現有電力、整個(gè)系統的理想成本范圍、內部空間限制、所需照明空間尺寸、產(chǎn)品使用環(huán)境和通常運行溫度,并根據這些幫你決定究竟是標準LED還是高能LED更適合現在的應用以及這些選擇會(huì )對產(chǎn)品設計的成敗造成哪些影響。
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