東芝照明與夏普新型LED燈泡內(nèi)部構(gòu)造揭秘

以發(fā)光二極管（LED）為光源的照明器具憑借功耗低、壽命長的特點(diǎn)逐漸開始在市場上滲透。其中，意欲替代白熾燈泡、燈泡型熒光燈等傳統(tǒng)燈泡的燈泡型LED照明（以下，簡稱LED燈泡）近來更是備受關(guān)注。因?yàn)榘凑誏ED壽命計(jì)算的燈泡的單位時間價格已經(jīng)與傳統(tǒng)燈泡相當(dāng)，所以，有望在普通家庭中加速普及。

率先推出低價LED燈泡的廠商是夏普。夏普于2009年6月11日宣布，該公司將以實(shí)際售價不到4000日元的低價格為賣點(diǎn)進(jìn)軍LED燈泡市場。這一價格的設(shè)定非常具有沖擊力，約為當(dāng)時LED燈泡市售價格的一半。在2009年3月開始銷售LED燈泡的東芝照明（Toshiba Lighting）迅速做出反應(yīng)，于夏普產(chǎn)品發(fā)布的11天之后，即6月22日發(fā)布了與夏普同在7月15日上市的新型低價LED燈泡產(chǎn)品*1、*2。

圖1：低價LED燈泡東芝照明與夏普陸續(xù)上市了價格約為以往一半，即零售價不到4000日元的普通燈泡型LED照明（LED燈泡）。為了防止發(fā)光效率下降、壽命縮短，LED的散熱非常重要。因此，LED燈泡的下半部分為鋁合金鑄件制造的散熱器。

燈泡的下半部為散熱部件

低價格化并不意味著LED燈泡可以拋棄功耗低、壽命長等特有的優(yōu)點(diǎn)。而且，產(chǎn)品要想立足于市場，還需要具有較高的散熱能力。

LED燈泡發(fā)出的光線中紅外線成分少。因此，與白熾燈泡、燈泡型熒光燈相比，光線照射部分升溫較慢*3。但LED自身會發(fā)熱，所以散熱對策不可缺少。一旦超過LED芯片的容許溫度，LED的發(fā)光效率就會下降，對燈泡的壽命也會產(chǎn)生不良影響。

從外部來看，LED燈泡的特征可以說是提高了散熱性的結(jié)果。從側(cè)面看LED燈泡，整體下側(cè)的一半以上為散熱器（圖1）。東芝照明、夏普都采用了鋁合金鑄件制造的散熱器。

比較二者的散熱器，除顏色外，形狀差異也非常明顯。在高度方面雖然夏普產(chǎn)品稍微多些，但散熱器溝道面積則是東芝照明的較大。東芝照明產(chǎn)品的溝道深度從下到上逐漸遞增，而夏普的則是上下基本等高。

散熱器的表面積越大，散熱性能越高。在外形尺寸有限的情況下，加大溝道深度是增加表面積的方法之一，但隨著溝道深度的增加，電源電路底板、樹脂殼等的內(nèi)部安裝空間會隨之減少*4。

東芝照明的散熱器內(nèi)部空間為圓柱形，夏普產(chǎn)品則為接近外形的圓錐形（圖2）。樹脂殼在保持絕緣性的同時，把電源電路底板安裝在燈泡殼體上。

圖2：LED燈泡的主要結(jié)構(gòu)東芝照明LED燈泡散熱器（外殼）的圓筒側(cè)面有16片直角三角形溝道，上覆圓板。上面直接固定LED基片。電源電路底板固定在杯狀樹脂殼中，從散熱器下方插入。另一方面，夏普LED燈泡的散熱器呈有錐度的圓筒形狀，表面安裝有60片高度不到幾mm的葉片。LED基片固定在散熱器上方覆蓋的圓板狀金屬板上。電源電路底板固定在散熱器上方插入的圓錐形（但側(cè)面大部分鏤空）樹脂殼A中。

LED芯片是LED燈泡的最大熱源，在燈泡中是把復(fù)數(shù)個LED芯片封裝在一起，然后安裝在鋁合金制成的基片上的。這種鋁合金的LED基片被固定在散熱器的上部。夏普的產(chǎn)品中，LED基片與散熱器之間還夾有金屬板。

本文將結(jié)合東芝照明產(chǎn)品及夏普產(chǎn)品的LED燈泡拆解圖，詳細(xì)介紹其內(nèi)部構(gòu)造。

*1：夏普最初預(yù)定的上市時間為2009年7月15日。但該公司于7月9日發(fā)布了因“預(yù)定超出預(yù)計(jì)”而延期上市的決定。支持調(diào)光器、配備調(diào)光/調(diào)色功能的LED燈泡將于同年9月1日，其他LED燈泡將于同年8月1日上市。

*2：燈泡巨頭松下雖然在2009年3月舉辦的“Lighting Fair 2009”展會上參考展出了燈泡型LED，但截至2009年8月上旬，該公司“還沒有投產(chǎn)的具體計(jì)劃”。

*3：LED燈泡光線中紫外線區(qū)域的成分也比較少，因此還具有不吸引紫外線敏感昆蟲的優(yōu)點(diǎn)。

*4：增加表面積需要加大葉片高度，或者縮小葉片間隔（增加片數(shù)）。東芝照明在確定葉片的間隔和高度時參考了散熱器周圍的空氣流動（對流）。