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詳解LED面板燈部件及三大關(guān)鍵技術(shù)

發(fā)布時(shí)間:2014-07-06 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】隨著LED燈具行業(yè)的發(fā)展,作為L(zhǎng)ED背光衍生而出的LED面板燈,其光線均勻,無(wú)眩光,結(jié)構(gòu)精致,得到了很多人的喜愛(ài),是現(xiàn)代時(shí)尚室內(nèi)照明的新潮流。為了讓大家從根本上了解LED面板燈,本文將詳解LED面板燈部件及三大關(guān)鍵技術(shù)。
 
隨著LED燈具行業(yè)的發(fā)展,作為L(zhǎng)ED背光衍生而出的LED面板燈,其光線均勻,無(wú)眩光,結(jié)構(gòu)精致,得到了很多人的喜愛(ài),是現(xiàn)代時(shí)尚室內(nèi)照明的新潮流。
 
一、LED面板燈的主要部件
 
1.面板燈鋁框:
 
是LED散熱的主要通道,外觀簡(jiǎn)單大方,可以使用ZY0907,采用模具沖壓開(kāi)模費(fèi)用低,加工費(fèi)用也低;壓鑄的鋁框架IP等級(jí)可以高一點(diǎn),表面質(zhì)感好,整體美觀,但是前期投入模具費(fèi)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(dǎo)光網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)困難。3528光效高網(wǎng)點(diǎn)通用性好。
 
3.LED導(dǎo)光板:
 
將側(cè)面LED光通過(guò)網(wǎng)點(diǎn)折射使光線從正面均勻?qū)С?導(dǎo)光板是LED面板燈質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)。網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)不好,看到的整體光效就很差,一般會(huì)出現(xiàn)中間亮兩邊暗,或者出現(xiàn)進(jìn)光處有亮光帶,或者可見(jiàn)局部暗區(qū),再或出現(xiàn)不同角度亮度不一致。要提高導(dǎo)光板的光效主要靠網(wǎng)點(diǎn)的設(shè)計(jì),其次是板材的質(zhì)量,但是沒(méi)必要迷信一線名牌的板材,合格板材之間的透光率通常相差無(wú)幾。一般的小LED燈工廠都是直接買(mǎi)公用的導(dǎo)光板使用,就不需要重新打樣設(shè)計(jì),較多廠家使用的公版通常質(zhì)量合格。
 
4.LED擴(kuò)散板:
 
將導(dǎo)光板的光均勻的導(dǎo)出,還能起到模糊網(wǎng)點(diǎn)作用。擴(kuò)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(qiáng)。擴(kuò)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(jù)需求進(jìn)行擴(kuò)散板材料的選擇,目前多數(shù)廠商都是采用亞克力的材料。
 
5.反光紙:
 
將導(dǎo)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(qū)動(dòng)電源:
 
目前有2種LED驅(qū)動(dòng)電源,一是使用恒流電源,此模式效率高,PF值高達(dá)0.95,性價(jià)比高;二是使用恒壓帶恒流電源,性能穩(wěn)定,但是效率低,成本高,一般使用這種電源主要是出口,對(duì)方要求有認(rèn)證的要求,須使用有安規(guī)的電源。其實(shí)家庭使用恒流電源是很安全的,因?yàn)橛脩舳茧y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(dǎo)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。
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二、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(jù)最新行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“半導(dǎo)體發(fā)光二極管測(cè)試方法”,主要有發(fā)光峰值波長(zhǎng)、光譜輻射帶寬、軸向發(fā)光強(qiáng)度角、光通量、輻射通量、發(fā)光效率、色品坐標(biāo)、相關(guān)色溫、色純度和主波長(zhǎng)、顯色指數(shù)等參數(shù)。LED面板燈常用的白光LED,色溫、顯色指數(shù)和照度就尤為重要,它是照明氣氛和效果的重要指標(biāo),而色純度和主波長(zhǎng)一般沒(méi)有要求。
 
LED行業(yè)內(nèi)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(tǒng)光源的做法,因?yàn)閭鹘y(tǒng)光源是360°發(fā)光。如果要把光導(dǎo)到應(yīng)用端,目前飛利浦的傳統(tǒng)燈具做到最好的一款,光損失也達(dá)到40%。而我們國(guó)內(nèi)眾多的LED下游廠家應(yīng)用的燈具光學(xué)參數(shù)其實(shí)都是芯片或者光源的光學(xué)參數(shù),而不是整體燈具的的光學(xué)指標(biāo)參數(shù)。
 
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(dǎo)出來(lái),維持最大的光輸出,這樣光損率只有5%-10%。隨著技術(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(duì)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(dāng)規(guī)模的市場(chǎng)渠道。因此一個(gè)好的LED供應(yīng)商,是我們當(dāng)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(yīng)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(shù)據(jù)導(dǎo)入,輸出則仿真的結(jié)果,那么要求前期的數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確無(wú)誤后端的仿真才能正確。
 
熱性能(結(jié)構(gòu)):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(jié)溫度及殼體散熱問(wèn)題顯得尤為重要。PN結(jié)溫與燈體溫度差異越大,那么熱阻越大,隨之光能被轉(zhuǎn)換成熱能白白消耗掉,嚴(yán)重時(shí)LED損壞。一個(gè)好的結(jié)構(gòu)工程師,不僅要考慮燈具的結(jié)構(gòu)與LED的熱阻,還要考慮燈具的外形是否合理、時(shí)尚、新穎,當(dāng)然還有可靠性和可維護(hù)性以及實(shí)用性,既要站在設(shè)計(jì)者的角度去思考,又要站在用戶的角度去考量產(chǎn)品。
 
當(dāng)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(zhuǎn)換效率都存在技術(shù)核心瓶頸,不能有效地控制結(jié)溫和穩(wěn)定地維持高功率的光輸出,并且應(yīng)用會(huì)因?yàn)樾酒庑г礁?,所需的鋁基板面積就越大,會(huì)加大成本和應(yīng)用體積,極為不便。所以如何走出此誤區(qū)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(dǎo)熱介質(zhì),通過(guò)嶄新的器件/燈具整體結(jié)構(gòu),降低熱阻,降低PN結(jié)結(jié)溫,使PN結(jié)工作在允許工作溫度內(nèi),保持最大量光子輸出,其起碼的要求如下:
 
  (1)超低熱阻材料,快速散熱整體結(jié)構(gòu)技術(shù);
 
  (2)高導(dǎo)熱、抗UV封裝技術(shù);
 
  (3)應(yīng)用低環(huán)境應(yīng)力結(jié)構(gòu)技術(shù);
 
  (4)整體熱阻<20K/W,結(jié)溫<80度;
 
  (5)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(nèi)涵、結(jié)構(gòu)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(qū)動(dòng)電源也能決定一個(gè)產(chǎn)品的壽命。電子方面的標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)往往要比結(jié)構(gòu)復(fù)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(xí)、吸收、分解、應(yīng)用新技術(shù)。電子設(shè)計(jì)的前期計(jì)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(shù)據(jù)這也是設(shè)計(jì)中最繁瑣的事情。比如:一個(gè)電源設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)前期方案,產(chǎn)品簡(jiǎn)介、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范依據(jù)、安全規(guī)格依據(jù)、電性能期望值、工藝要求、原材料評(píng)估、測(cè)試方法等等都要形成系統(tǒng)文件。
 
在LED驅(qū)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,充滿著傳奇色彩。出于對(duì)LED產(chǎn)業(yè)的敏銳的嗅覺(jué),茂碩電源掌門(mén)人顧永德帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)于2006年就開(kāi)始投入研發(fā)LED電源。如今,茂碩電源全球領(lǐng)先的技術(shù)已引領(lǐng)LED路燈智能驅(qū)動(dòng)潮流,提出為L(zhǎng)ED路燈廠家提供最可靠的智能驅(qū)動(dòng)解決方案,這又是一次理念領(lǐng)先的表率。
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三、LED驅(qū)動(dòng)電源作用強(qiáng)大
 
LED電源作為L(zhǎng)ED燈的核心部件,猶如LED的心臟,LED驅(qū)動(dòng)電源的好壞直接決定了LED燈具的好壞。
 
首先,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,室外LED驅(qū)動(dòng)電源必須有嚴(yán)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(qū)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(qū)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(hù)成本。
 
最后,在原材料的選用上,其可靠性必須滿足其壽命需求,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(yàn)證管理,以保證長(zhǎng)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(xiàn)。
 
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