LED照明設(shè)計(jì)解析

在科技高度發(fā)展的今天，電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來(lái)越快，LED燈的技術(shù)也在不斷發(fā)展，為我們的城市裝飾得五顏六色。設(shè)計(jì)產(chǎn)品，首先要確定LED封裝結(jié)構(gòu)，接下來(lái)考慮怎樣適應(yīng)這些封裝形式，由于選擇的機(jī)會(huì)不多，光學(xué)結(jié)構(gòu)是建立在這些封裝之上的，很多創(chuàng)意不能很好的發(fā)揮。下面介紹LED照明設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題及分析。

半導(dǎo)體照明應(yīng)用中存在的問(wèn)題

1、散熱，2、缺乏標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品良莠不齊，3、存在價(jià)格與設(shè)計(jì)品質(zhì)問(wèn)題，最終消費(fèi)者選擇LED照明，缺乏信心，4、半導(dǎo)體照明在電氣設(shè)計(jì)方面與傳統(tǒng)照明有很大差別，傳統(tǒng)燈具企業(yè)需要經(jīng)驗(yàn)/技能積累過(guò)程，5、大家都看好該市場(chǎng)，但是還沒有規(guī)模上量

特點(diǎn)：

1、通過(guò)調(diào)整高精度恒流芯片，保證LED亮度、色度的一致性，在模塊一級(jí)為下游客戶提供標(biāo)準(zhǔn)的、定制的、可靠的高品質(zhì)產(chǎn)品;，2、新老燈具設(shè)計(jì)廠家，不要過(guò)于復(fù)雜的電氣設(shè)計(jì)，只需在外部加上傳統(tǒng)的恒壓電源即可工作的簡(jiǎn)潔線路設(shè)計(jì)，是最快也是最可靠方式;，3、解決LED照明市場(chǎng)大規(guī)模上量的技術(shù)和品質(zhì)問(wèn)題。

散熱設(shè)計(jì)

1、最短的熱傳到路徑，減小熱傳導(dǎo)阻力;，2、增大相互傳導(dǎo)面積，增加熱傳到速度;，3、合理的計(jì)算設(shè)計(jì)散熱面積;4、有效的利用熱容量效應(yīng)。

輸出驅(qū)動(dòng)電壓選擇：

1、20W以內(nèi)市電驅(qū)動(dòng)時(shí)48V左右比較合適;2、較大的功率市電驅(qū)動(dòng)輸出電壓36V左右最合適;3、離線式照明大部分是12V和24V電壓。

特點(diǎn)：

1、基于串并聯(lián)安全考慮出負(fù)載合適的驅(qū)動(dòng)電壓值，盡量統(tǒng)一電壓值減小電源設(shè)計(jì)規(guī)格成本;2、基于安規(guī)規(guī)定，產(chǎn)品設(shè)計(jì)要符合認(rèn)證要求，流峰值超過(guò)42.4Vac或直流超過(guò)60Vdc的電壓;3、從解決LED照明市場(chǎng)大規(guī)模上量的技術(shù)和品質(zhì)問(wèn)題考慮。

最高效率后端驅(qū)動(dòng)方式

當(dāng)輸出電壓在48V左右時(shí)，低壓差線性恒流器件恒流效率高達(dá)99%，恒流精度±3%以內(nèi)，不受任何外圍器件影響;當(dāng)輸出電壓在36V左右時(shí)，低壓差線性恒流器件恒流效率高達(dá)98.6%，恒流精度±3%以內(nèi)，不受任何外圍器件影響;就算在離線式照明部分，較低的電壓12V和24V，也分別有96%和98%的效率;功率大小效率是相等的。

特點(diǎn)：最高效的驅(qū)動(dòng)恒流架構(gòu);最高精度的恒流方式，受外圍器件影響最小;簡(jiǎn)潔、方便、實(shí)用。

恒流消耗的功耗已達(dá)到可以忽略的程度

在深圳CYT公司實(shí)驗(yàn)室，我們已經(jīng)驗(yàn)證到后端恒流效率達(dá)到99.99375%，到了可以完全忽略的地步;未來(lái)我們用1年時(shí)間完成這一設(shè)計(jì)成就，十多人的IC設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和強(qiáng)有力的電源廠家合作，會(huì)盡快完成這一目標(biāo)。

AC-DC設(shè)計(jì)

開關(guān)電源發(fā)展到今天是多年積累的結(jié)果，短期內(nèi)AC-DC直接恒流不可突破;恒壓和恒流是矛和盾的關(guān)系，必須要分開考慮;恒流源負(fù)載調(diào)整率是1%(mA)/V，達(dá)不到恒流效果;想法越多成本越高，與風(fēng)險(xiǎn)成正比。

特點(diǎn)：

1、要合理的利用現(xiàn)有的開關(guān)電源資源，是最經(jīng)濟(jì)的;2、恒壓和恒流技術(shù)結(jié)合是必然的;3、在穩(wěn)定的產(chǎn)品技術(shù)上創(chuàng)意才是有效的。

LED組合化封裝是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

模組的組合設(shè)計(jì)能有效的降低一次性封裝成本;分散的封裝形式有利于減低散熱設(shè)計(jì)成本;選擇國(guó)產(chǎn)的鋁基PCB板材;便于光學(xué)設(shè)計(jì);電源設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化;封裝形式多樣;有利增強(qiáng)國(guó)產(chǎn)LED競(jìng)爭(zhēng)力。!

封裝結(jié)構(gòu)‘綁架’了我們光學(xué)效果設(shè)計(jì)

這是Cree、Nichia、Lumileds、OSRAM具有代表性的幾款封裝。要設(shè)計(jì)產(chǎn)品，首先要確定用誰(shuí)的LED封裝結(jié)構(gòu);接下來(lái)考慮怎樣適應(yīng)這些封裝形式;由我們選擇的機(jī)會(huì)不多，光學(xué)結(jié)構(gòu)是建立在這些封裝之上的;我們很多創(chuàng)意不能很好的發(fā)揮。

燈具設(shè)計(jì)是千變?nèi)f化的，怎樣才可以擺脫這一局面?

模組化封裝與恒流技術(shù)結(jié)合

在PCB板級(jí)設(shè)計(jì)LED封裝，實(shí)現(xiàn)容易成本低廉;大家集思廣益，都能開發(fā)出不同類型的封裝形式;整合恒流技術(shù)與配光參數(shù)后的功率LED基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)產(chǎn)品;有效的應(yīng)對(duì)日新月異、千變?nèi)f化的LED燈具需要;電源部分，只采用現(xiàn)有傳統(tǒng)開關(guān)恒壓電源供電;提高產(chǎn)品投放速度，燈具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便實(shí)用，成本大幅度的降低;還可以避開前沿LED封裝專利圍堵。

按電壓標(biāo)稱值封裝

LED恒流驅(qū)動(dòng)革新技術(shù)在深圳CYT誕生，我將它命名為《功率LED恒流集成封裝》技術(shù)，簡(jiǎn)稱《模組封裝》;此技術(shù)是LED封裝技術(shù)的基礎(chǔ)上直接整合低壓差線性高精度恒流技術(shù);以后LED可以直接標(biāo)稱電壓值規(guī)格出現(xiàn)，比如：12V/1W、24V/1W、36V/1W、48V/1W、12V/3W、24V/2W……36V/10W等等。以后，客戶使用CYT技術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不再需要考慮任何關(guān)于LED恒流問(wèn)題，使用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)恒壓電源供電即可。此技術(shù)將宣告“LED恒流電源”一說(shuō)終結(jié)!

按產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)光源

打破原來(lái)按光源設(shè)計(jì)產(chǎn)品，反過(guò)來(lái)按產(chǎn)品定制LED光源封裝形式;最大限度配合產(chǎn)品創(chuàng)意展現(xiàn);因產(chǎn)品設(shè)計(jì)光學(xué)封裝結(jié)構(gòu);成本低;與產(chǎn)品結(jié)合設(shè)計(jì)散熱結(jié)構(gòu)，熱阻降低;恒流精度高;保護(hù)功能具一體。深圳CYT公司LED實(shí)驗(yàn)室可以快速幫助你完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

模組化光源優(yōu)點(diǎn)①有效的降低成本

1、減少封裝次數(shù)，節(jié)省封裝費(fèi)用;2、同環(huán)境、條件生產(chǎn)提高一致性，提高良品率;3、減少光學(xué)設(shè)計(jì)成本;4、降低散熱設(shè)計(jì)成本;5、批次混合封裝，降低分檔成本;6、產(chǎn)品設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，降低整體成本;7、低廉的封裝架構(gòu)。這一技術(shù)，將指引LED照明行業(yè)沿著健康的方向發(fā)展。

模組化光源優(yōu)點(diǎn)②熱阻降低

1、光源與外殼散熱器直接結(jié)合;2、避開PCB作為熱媒介;3、減少芯片到外殼散熱路徑;4、采用新的熱傳到技術(shù);最有效的降低散熱熱阻，解決散熱設(shè)計(jì)難題。

模組化光源優(yōu)點(diǎn)③恒流精度高

1、模組內(nèi)統(tǒng)一考慮Vf值;2、恒流源受外界影響小;3、線性技術(shù)成熟高，沒有外圍器件影響精度;4、沒有EMI干擾問(wèn)題影響精度;5、多路并聯(lián)相互不獨(dú)立影響精度;6、不受電源波動(dòng)影響負(fù)載恒流精度。最高的恒流精度架構(gòu)，對(duì)LED亮度一致性及壽命最優(yōu)化的設(shè)計(jì)架構(gòu)。

模組化光源優(yōu)點(diǎn)④保護(hù)一體化設(shè)計(jì)

1、內(nèi)置溫度保護(hù);2、內(nèi)部電源及保護(hù)技術(shù);3、內(nèi)置高灰階接口;4、短路和斷路保護(hù);5、可設(shè)置聯(lián)動(dòng)保護(hù)功能;6、ESD保護(hù)。

其它任何內(nèi)置功能、保護(hù)需求均可以探討。

模組化光源優(yōu)點(diǎn)⑤走傳統(tǒng)電源道路

這是穩(wěn)健的第一步;可選擇性強(qiáng);成本是最優(yōu)惠的;開關(guān)電源都實(shí)現(xiàn)不了的指標(biāo)，LED電源也實(shí)現(xiàn)也困難，少走彎路;就算有實(shí)力的公司設(shè)計(jì)，LED部分也需要時(shí)間驗(yàn)證;完全沒有電磁兼容性問(wèn)題?，F(xiàn)在的LED燈或許會(huì)有一些問(wèn)題，但是我們相信隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在我們科研人員的努力下，這些問(wèn)題終將唄解決，未來(lái)的LED一定是高效率，高質(zhì)量的。