造成LED照明產(chǎn)品功率偏差的原因有哪些

LED 照明產(chǎn)品“質(zhì)量門(mén)”事件高發(fā)，一方面是行業(yè)規(guī)范和監(jiān)管缺位，另一方面是企業(yè)自身品質(zhì)意識(shí)淡薄，設(shè)計(jì)能力、工藝水平缺陷。

本文以 LED 燈具功率偏差失控為例，理論推算結(jié)合案例演算，詳細(xì)分析驅(qū)動(dòng)電源恒流精度，LED 正向壓降分布對(duì)燈具功率的偏差影響，供設(shè)計(jì)人員參考，以提升 LED 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)品質(zhì)。

近期各媒體頻繁報(bào)道國(guó)家和地方質(zhì)檢部門(mén)抽檢 LED 光源和 LED 燈具質(zhì)量不合格事件，高發(fā)的“質(zhì)量門(mén)”事件嚴(yán)重?fù)p害企業(yè)自身形象和我國(guó) LED 產(chǎn)業(yè)在國(guó)際舞臺(tái)的品牌形象，情勢(shì)令人警醒。

在不合格測(cè)試項(xiàng)目中，燈具實(shí)際測(cè)試功率與產(chǎn)品宣稱功率不符合占不小的比例。早在 2010 年我國(guó)已發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T24908-2010《普通照明用自鎮(zhèn)流 LED 燈性能要求》中的第 5.3 條要求“燈在額定電壓和額定頻率下工作時(shí)，其實(shí)際消耗功率與額定功率之差不應(yīng)大于 15% 或 0.5W”，國(guó)際電工委員會(huì)亦在 IEC62722-1 第 7 款中要求“燈具的電參數(shù)標(biāo)稱值與實(shí)際值偏差不應(yīng)大于 10%”。

筆者認(rèn)為，造成產(chǎn)品功率偏差的原因有如下幾點(diǎn)：

第一， 迫于成本壓力，生產(chǎn)環(huán)節(jié)偷工減料，省去了必要的產(chǎn)品測(cè)試流程，不合格品未在廠內(nèi)剔除，以次充好流向市場(chǎng)。

第二， LED 燈珠散熱設(shè)計(jì)余量不足，裝配工藝，來(lái)料的偏差造成燈珠過(guò)熱，正向壓降（Vf）下降失控，造成燈具實(shí)際功率偏離下限。

第三， 燈具選配的驅(qū)動(dòng)電源熱穩(wěn)定性差，輸出電流溫度漂移大，直接造成燈具功率在大范圍偏離。

第四， 為降低 LED 燈珠來(lái)料采購(gòu)成本，燈珠采購(gòu)未按設(shè)計(jì)要求挑選 LED Vf 分布 BIN，造成 LED 實(shí)際消耗功率偏離設(shè)計(jì)中心值。

第五， 選配的驅(qū)動(dòng)電源恒流精度低（一般為 5%-8%），無(wú)法適配燈珠多樣的 Vf BIN。

筆者認(rèn)為，前三個(gè)原因直接反應(yīng)生產(chǎn)廠家的品質(zhì)意識(shí)淡薄，與設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)性不大，本文不展開(kāi)評(píng)述，后兩個(gè)誘因與燈具驅(qū)動(dòng)電源的精度設(shè)計(jì)有強(qiáng)相關(guān)性，具體分析如下：

根據(jù)燈具功率計(jì)算表達(dá)式

推導(dǎo)出：

Pin-燈具標(biāo)稱功率

△P-偏差百分比

C-驅(qū)動(dòng)電源效率

U0-LED燈串正向壓降設(shè)計(jì)中心值

△U-偏差百分比

I0-LED驅(qū)動(dòng)電流設(shè)計(jì)中心值

△I-偏差百分比

假定驅(qū)動(dòng)電源精度 （？I） 為 5%，若要滿足 IEC 功率標(biāo)稱要求，？P 在 10% 以內(nèi)，根據(jù)表達(dá)式【1】計(jì)算得出 LED 燈串電壓偏差百分比（？U）約為 4.8%，這意味著要嚴(yán)格篩選 LED 燈珠 Vf BIN，直接造成隱形的燈珠采購(gòu)成本攀升。

例如，工程師選用 OSRAM LCW CRDD 系列燈珠（Vf BIN 表如下）12 顆設(shè)計(jì)中心值為 36V 的燈串。

若選用恒流精度 5% 驅(qū)動(dòng)電源，則要求燈串壓降最小值為 34.27V，最大值為 37.72V。

對(duì)照燈珠的 Vf BIN 分布表格不難發(fā)現(xiàn)，在不采取有效混 BIN 措施的情況下，近一半的燈珠無(wú)法在量產(chǎn)時(shí)使用，燈珠采購(gòu)成本間接大幅增加。

若選用恒流精度為 1% 驅(qū)動(dòng)電源，則要求燈串壓降最小值為 32.79V， 最大值為 39.204V，完全覆蓋燈珠 Vf BIN，無(wú)需任何混 BIN 措施，生產(chǎn)成本，采購(gòu)成本大幅減少。

通過(guò)上述案例對(duì)比分析不難看出，高精度驅(qū)動(dòng)電源可以有效規(guī)避燈具廠繁瑣且難以預(yù)測(cè)比例的燈珠混合使用的困擾，大幅減少系統(tǒng)綜合成本，電源的“小代價(jià)”換來(lái)系統(tǒng)的“大收益”。

LED 照明競(jìng)爭(zhēng)已趨于白熱化，產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)走低，以犧牲產(chǎn)品品質(zhì)甚至違背行業(yè)規(guī)范和法規(guī)要求為代價(jià)的低價(jià)策略不可取。LED 行業(yè)從業(yè)技術(shù)人員必須在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求前提下，探索低成本解決方案，讓普通人都能買(mǎi)得起且高品質(zhì)的 LED 照明產(chǎn)品。