目前,以白光大功率LED做為光源的手電筒和礦燈已得到了廣泛理想的應(yīng)用且形成規(guī)?;1姸嗟臒艟邚S家都在發(fā)揮各自的優(yōu)勢采用不同設(shè)計方案,以期白光大功率LED光源在隧道燈,路燈等方面有所突破?,F(xiàn)應(yīng)用較多的有以下三種方案:
1. 多顆小功率支架大功率LED型:
燈具設(shè)計時,采用多顆支架型小功率Φ5~Φ10白光大功率LED來做光源。目前市場上有1~5W的燈泡、15~20W的管燈及40~60W的路燈、地?zé)舻染褪遣捎眠@種方案。一般使用了幾十到幾百顆Φ5~Φ10白光大功率LED,陣列式排布,電源驅(qū)動可以采用電容降壓來實現(xiàn)。設(shè)計上無需考慮過多,不存在散熱問題,結(jié)構(gòu)上很容易實現(xiàn);但生產(chǎn)工藝復(fù)雜、可靠性差、故障率高、外殼尺寸大,并且如果做路燈等大型燈具亮度不夠理想。
2.大功率LED基座型:
在一些公共照明方面,如路燈、隧道燈,可以采用幾顆甚至多顆大功率LED基座型作為燈具光源。這種設(shè)計思路在進(jìn)行燈具設(shè)計時光學(xué)部分設(shè)計靈活性較大,但不同的燈具其針對性較強。
大功率LED光源是光強分布近似朗伯源的點光源,如果還是簡單地匯集大功率LED光源來做道路照明,則無法真正利用大功率LED冷光源的優(yōu)勢。必須通過二光學(xué)設(shè)計才能實現(xiàn)。由于目前大功率LED的發(fā)光角度受限,半光強角度最大的也只能到120度,多顆組合后,雖然照度可以滿足要求,但達(dá)不到國家照明標(biāo)準(zhǔn)的均勻性要求。通過理論分析,光分布很難達(dá)到均勻。并且大功率LED光源的直向性,即使通過透鏡等光學(xué)設(shè)計也有一定的困難。
這種燈具設(shè)計時,如果不加反光罩,一部分直射光會勢必造成浪費。即使反光罩設(shè)計時如何調(diào)整角度,經(jīng)反射后光帶總會存在,這也是目前困擾其應(yīng)用的主要障礙。
采用這種方案的燈具在電源驅(qū)動可以采用開關(guān)恒流驅(qū)動電路,效率較高,可達(dá)80%上。但燈具要有良好的散熱結(jié)構(gòu),才能保證燈具的使用壽命。
用基座型大功率LED做光源的燈具其價格比白熾燈、日光燈、節(jié)能燈要高得多,但它的節(jié)能效果及壽命比其他燈具也高的多。如果用在路燈上,其一次性投資較高,但長期的節(jié)電效果及經(jīng)濟(jì)性都是值得期待的。
3.單顆或者幾顆多芯片集成型
多芯片集成型白光大功率LED具有獨特的優(yōu)勢:通過不同的串并聯(lián)組合,可以實現(xiàn)各種不同的額定電壓和電流,更好地適應(yīng)驅(qū)動器設(shè)計,提高整體發(fā)光效能,降低成本;單位面積的芯片數(shù)可多可少,可以封裝成各種不同的點和面光源。
這種燈具安裝工藝簡單,由于多點發(fā)光,二次光學(xué)設(shè)計的難度大。由于一般單顆就能作到20W甚至到200W,所以對燈具的散熱要求也比較苛刻。燈具設(shè)計時靈活性不大,受芯片局限性大。
由于大功率LED芯片到目前為止還沒有國產(chǎn)化,從國外或臺灣進(jìn)口,價格很高,而小功率芯片國內(nèi)貨源充足,組合成同樣的功率,其價格相對較低。所以通過封裝多個小功率芯片組合成集成型白光大功率LED,用做燈具光源具有價格上的優(yōu)勢。