高壓LED面臨的問(wèn)題及對(duì)策解析

自從高壓LED這一名詞出現(xiàn)之后，毫無(wú)疑問(wèn)它是一種全新的LED品種，而且具有很多優(yōu)點(diǎn)。甚至有人會(huì)認(rèn)為它將使今天的“低壓LED”將淡出未來(lái)的LED通用照明市場(chǎng)而“高壓LED”將主導(dǎo)未來(lái)的LED通用照明，真的是這樣嗎?下面我們就先來(lái)看看所謂的“高壓LED”是怎么一回事?

一、什么是高壓LED?

對(duì)于高壓LED來(lái)講我想大家已經(jīng)不在陌生了，那么到底怎么理解高壓LED呢?其實(shí)它早已悄無(wú)聲息的鉆入了大家的燈具，VF值為3.2V左右的光源早已十分成功的應(yīng)用到不計(jì)其數(shù)的燈具里面呢，其實(shí)你用多只LED串聯(lián)的做法也是就是第一種高壓LED的應(yīng)用;而第二種呢，也就是LED上游芯片廠家通過(guò)特殊工藝制程將多顆VF值在3.2V左右的LED芯片串聯(lián)方式聯(lián)接做在一片基片上面，引出“+”“-”兩個(gè)PAD ,又叫做高壓LED芯片，封裝廠家拿芯片后，最后制做成高壓的LED 光源。如下圖1、圖2所示。

二、高壓LED的優(yōu)劣勢(shì)分析

1.我們先來(lái)了解一下這種高壓LED有何優(yōu)點(diǎn)。

(1)高光效。它是由多芯小芯片串接而成，通過(guò)實(shí)際測(cè)試光效與普通的同瓦數(shù)的光源要高出5-10%.

(2)電源要求低。電源的價(jià)格和故障率居高不下是近年來(lái)一直阻礙行業(yè)發(fā)展的首要問(wèn)題，而高壓LED呢，有著先天的優(yōu)勢(shì)，可以通過(guò)少量個(gè)數(shù)的光源搭配線性恒流驅(qū)動(dòng)器就可以完美的實(shí)現(xiàn)LED高效安全穩(wěn)定的工作。

(3)線性電源結(jié)合省成本。說(shuō)到這可能會(huì)有人會(huì)說(shuō)線性恒流的電源效率低，其實(shí)是要看你怎么去用，近兩年以來(lái)市面上出現(xiàn)了不少的線性恒流驅(qū)動(dòng)IC 性能都還不錯(cuò)，筆者曾經(jīng)測(cè)試過(guò)一款叫做RY8201的線性恒流IC其效率可達(dá)0.9以上。由于線性恒流IC的體積較小，周邊元件少等絕對(duì)優(yōu)勢(shì)可以將電源驅(qū)動(dòng)部分直接制做在PCB上面，從而省去了裝電源倉(cāng)的空間及裝電源(還要對(duì)電源做絕)等相關(guān)的環(huán)節(jié)，從而使得成本控制、倉(cāng)儲(chǔ)、產(chǎn)能、交期等各項(xiàng)成本的優(yōu)越性突顯。

(4)光源部分的優(yōu)越性。由于傳統(tǒng)低VF值的光源是通過(guò)N多只串并后使用的，焊接人工成本居高不下，且焊接不良的產(chǎn)品層出不窮，從而影響產(chǎn)能及帶來(lái)不少的二次成本。

(5)光衰。由于傳統(tǒng)的光源是通過(guò)N串N并的方式制成，眾所周知，VF不一致的光源并在一起，會(huì)造成各光源上所加載的電源有所不同，從而造成部分光源提前老化或死燈，從而造成整燈的光衰加速。而高壓燈珠是采多串的方式，輕松解決這些問(wèn)題。

2.我們?cè)诳匆幌逻@種高壓LED所存在的不足。

(1)成本高。由于各上游芯片廠家的技術(shù)的成熟度及芯片的沒(méi)有大規(guī)模批量生產(chǎn)從而使得芯片目前還居高不下，另外還有原有的封裝企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備無(wú)法對(duì)高壓光源直接進(jìn)行分光分色，也是造成本偏高的一個(gè)因素，不過(guò)通過(guò)技術(shù)的日漸成熟、大規(guī)模具的量產(chǎn)及設(shè)備的改進(jìn)將很快打破這一格局。

(2)功率耗散和散熱器問(wèn)題。有的報(bào)道宣稱(chēng)1W的高壓LED的電壓為50V,電流為20mA;而普通低壓的1W LED電壓為3V,電流為350mA,所以“同樣輸出功率的高壓LED在工作時(shí)耗散的功率要遠(yuǎn)低于低壓LED,這意味著散熱鋁外殼的成本可大大降低。”這個(gè)說(shuō)法顯然是不成立的。如果要決定散熱器的大小，應(yīng)當(dāng)是在同樣的發(fā)光效率來(lái)計(jì)算。通常認(rèn)為對(duì)于目前100lm/W的發(fā)光效率來(lái)說(shuō)，其真正的電光效率(就是由電能變成光能的效率)只有30%左右，就是只有30%的電能轉(zhuǎn)換為光能，其余的70%的電能都轉(zhuǎn)換為熱能而需要經(jīng)過(guò)散熱器散去。所以對(duì)于具有同樣發(fā)光效率的1W高壓LED和普通低壓LED來(lái)說(shuō)，其變成熱能的部分都是0.7W,需要通過(guò)散熱器散去。

(3)產(chǎn)品的非隔離的應(yīng)用，去電源化勢(shì)必要經(jīng)過(guò)去電源化的過(guò)程，因此產(chǎn)品大多無(wú)法脫離市電，因此會(huì)造成直整個(gè)回路的帶電。不過(guò)，塑料包鋁及陶瓷散熱，導(dǎo)熱塑料等者是不錯(cuò)的選擇。

三、高壓LED的性能指標(biāo)分析

目前了解的這種高壓LED其主要的性能指標(biāo)如下表所示：

四、高壓LED面臨的問(wèn)題及對(duì)策

不管是普通的LED還是高壓LED都不可避免地要面臨散熱設(shè)計(jì)和工作可靠性的問(wèn)題。然而對(duì)于如何解決這些問(wèn)題也是很多人一直在關(guān)注的。

先從成本、市場(chǎng)的角度考慮，高壓LED作為照明光源， LED器件產(chǎn)品應(yīng)用到路燈上，技術(shù)上的特殊要求主要是要結(jié)合LED光強(qiáng)和發(fā)光角度來(lái)設(shè)計(jì)，另外由于多顆LED組合，出光設(shè)計(jì)方面要兼顧照射面域，燈具方面需要重點(diǎn)考慮散熱的有效性。

高壓LED燈與普通燈的對(duì)比最主要的解決對(duì)策如下：

優(yōu)勢(shì)：節(jié)能、環(huán)保，易于和低壓適配，也可和太陽(yáng)能系統(tǒng)直接配套，無(wú)需額外的逆變、轉(zhuǎn)換過(guò)程，能達(dá)到最大的能源利用率。

不足：照明角度偏小、不均勻，顏色顯色指數(shù)偏低，光學(xué)、散熱設(shè)計(jì)復(fù)雜。

技術(shù)上的不足：當(dāng)前技術(shù)下的光通量還不夠，光效太低，品質(zhì)難以保證。

解決措施：LED產(chǎn)品應(yīng)用于路燈需要專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)，也需要專(zhuān)門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)(用傳統(tǒng)光源的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)價(jià)LED光源往往并不客觀)。

總之，高壓LED不失為一種具有特點(diǎn)的LED,它可以增加使用者的選擇。由太陽(yáng)能供電的燈具系統(tǒng)里，本來(lái)就是低壓直流的電源，當(dāng)然也就會(huì)直接采用低壓直流的LED了。所以各種LED都會(huì)存在，只是供給不同的場(chǎng)合罷了。