解析技術(shù)創(chuàng)新的360度LED燈絲球泡燈

鎢絲白熾燈行將被取消，很多人留戀用了100多年的白熾燈，LED照明燈終將取代鎢絲白熾燈，這是現(xiàn)代科技發(fā)展的必然趨勢(shì)。如今LED照明燈的節(jié)能、省電、無(wú)污染、高環(huán)保是路人皆知的了?？墒且?yàn)長(zhǎng)ED照明燈的生產(chǎn)成本居高不下，目前LED照明燈的零售價(jià)格還難以使LED照明燈具走進(jìn)千家萬(wàn)戶;目前使用低壓LED燈珠做光源的LED照明燈具散熱瓶頸還沒(méi)有完美的解決方案。唯有依靠LED照明燈具的系統(tǒng)技術(shù)革命、技術(shù)創(chuàng)新才能有所突破，才能創(chuàng)造新一代更合理、更有性價(jià)比的LED照明燈具，為全社會(huì)的平民百姓能享用。

很多人希望LED燈能做得像鎢絲白熾燈那樣輕巧，360?全發(fā)光。這在目前低壓LED燈珠為光源的LED照明燈具中還很難實(shí)現(xiàn)。改革L(fēng)ED燈珠的形狀，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)正是希望之路。

LED光源封裝技術(shù)創(chuàng)新

對(duì)LED光源封裝技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)是LED照明燈具走向新生的關(guān)鍵。目前的LED燈具大多采用低工作電壓(VF=3.2V)、大電流(IF=200-700mA)的低壓LED燈珠(LVLED)。LED燈珠工作時(shí)只有30%的電能轉(zhuǎn)換成光能，70%的電能轉(zhuǎn)換成熱能，因此如果LED燈具的散熱做得不好，大量熱量聚積使燈腔始終處在高溫環(huán)境，開(kāi)關(guān)恒流電源的電解電容器中的電解液就會(huì)因高溫而枯竭，導(dǎo)致失效;LED燈珠因長(zhǎng)期處在高溫環(huán)境中而發(fā)生早衰。

HVLED(高壓LED)燈珠技術(shù)的誕生給室內(nèi)LED照明燈具帶來(lái)了新的生機(jī)、新的理念、新的設(shè)計(jì)思路。由此會(huì)誕生很多奇思妙想的LED照明新產(chǎn)品、新燈具。HVLED的最大特點(diǎn)是高電壓(VF=50-280VDC)、小電流(IF=20-60mA)，與同樣功率的LVLED燈板相比較，它的發(fā)熱要低很多。HVLED是將N顆低壓LED管芯在封裝時(shí)串聯(lián)成高壓的模塊，它的應(yīng)用也是十分的方便。

LED管芯的封裝從單芯封裝到N顆管芯的集合封裝，如COB、COF等等，又從少串多并的低壓LED模塊轉(zhuǎn)向多串少并、多芯封裝的HVLED模塊。LED光源的封裝技術(shù)正在不斷創(chuàng)新之中。

從應(yīng)用技術(shù)的角度來(lái)看COB的LED光源板，它的中心LED管芯還是有導(dǎo)熱困難、散熱不暢的毛病，LED熱量會(huì)在COB的中心聚集，因此，這種LED燈用久了，中心的LED管芯先發(fā)生光衰。多芯封裝的HVLED在同樣功率的燈板上可采用N顆均布技術(shù)，每顆HVLED的熱量迅速被鋁基板傳導(dǎo)散發(fā)，HVLED在小電流下工作，本身的發(fā)熱就低多了。

技術(shù)創(chuàng)新的LED燈絲柱封裝技術(shù)是基于HVLED的理念而發(fā)展起來(lái)的。將N顆小功率的LED管芯串聯(lián)封裝在玻璃基板上，成為不同于以往的新封裝。臺(tái)灣晶元最早提出LED燈絲新概念，將N顆ELC的LED管芯封裝在玻璃柱的基板上，用金線將它們串聯(lián)成高壓的HVLED模組，間隔反光鏡，用黃色熒光粉涂覆外裹。

大陸LED工程師的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是將N顆小功率的LED管芯直接封裝在玻璃柱基板上。比如將28顆每顆0.02W的1016LED管芯封裝在長(zhǎng)38mm、直徑1.5-1.6mm的玻璃柱基板上，采用金線串聯(lián)。這個(gè)LED燈絲柱的VF=3.2X28=89.6V、IF=10mA。LED燈絲柱的最大特點(diǎn)是360度全角度發(fā)光，采用高電壓(75-90VDC)、小電流(10-15mA)驅(qū)動(dòng)工作狀態(tài);采用高品質(zhì)的LED管芯可以生產(chǎn)高亮度(75-95lm)、高光效(120-130lm/W)、高顯色指數(shù)(90-95Ra)、高可靠性的LED燈絲柱;對(duì)藍(lán)色和紅色的LED管芯按不同的比例混搭可以生產(chǎn)不同色溫(2870-6020K)的LED燈絲柱。高壓LED燈絲柱的結(jié)構(gòu)如圖3所示，在玻璃柱基板上封裝LED的藍(lán)色+紅色管芯，按預(yù)先設(shè)定規(guī)則排列，兩端設(shè)置引出電極，金線串聯(lián)后，噴涂黃色或黃綠色的熒光粉，全體外裹。通電試驗(yàn)時(shí)要注意高電壓的防護(hù)。這類LED燈絲柱是工作在10-15mA的小電流、小功率狀態(tài)，整個(gè)LED燈絲柱處于懸空全面接觸空氣中，散熱暢通，發(fā)熱很低，基本不燙。

LED燈絲球泡燈

利用LED燈絲柱來(lái)設(shè)計(jì)各種中小功率的LED球泡燈是非常容易的。以蠟燭燈為例，二根LED燈絲柱串聯(lián)就可設(shè)計(jì)成360?發(fā)光的1.8W蠟燭燈，發(fā)光亮度可相當(dāng)于8-10W的白熾燈。二串二并四根LED燈絲柱就可設(shè)計(jì)成360?發(fā)光的3.6W球泡燈燈，發(fā)光亮度相當(dāng)于22W的白熾燈。

任何白熾燈廠都可利用現(xiàn)有技術(shù)和流水線生產(chǎn)LED燈絲球泡燈，利用白熾燈原有的玻璃支架設(shè)計(jì)LED燈絲柱的連接;利用白熾燈的透光過(guò)率高的特種玻璃，和自動(dòng)吹玻璃球泡生產(chǎn)技術(shù)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)酷似白熾燈的球泡罩，由此可以生產(chǎn)性價(jià)比好的LED燈絲球泡燈，和頗受在歐美市場(chǎng)青睞、利潤(rùn)較好的新一代玻璃裝飾燈具。

LED燈絲燈泡的設(shè)計(jì)技術(shù)

LED燈絲燈泡的設(shè)計(jì)技術(shù)包括LED燈絲柱的設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)、玻璃泡的造型設(shè)計(jì)。LED燈絲柱由LED封裝廠專業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)，傳統(tǒng)白熾燈廠不適宜再投資去做LED封裝;白熾燈廠如有電子工程師時(shí)可以自行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)電源，驅(qū)動(dòng)電源芯片公司一般會(huì)提供適用的、可用于生產(chǎn)的多種電源方案;早期可購(gòu)買現(xiàn)成的驅(qū)動(dòng)電源，以降低初期生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

LED燈絲燈泡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由LED燈絲柱、驅(qū)動(dòng)電源、玻璃燈柱支架、玻璃泡、標(biāo)準(zhǔn)燈頭五金件幾部分組成，都是低成本的器件，可以生產(chǎn)大眾照明需要的平價(jià)LED照明燈具。如1.8W的LED燈絲蠟燭燈，BOM成本在RMB10元以下;3.6W的LED燈絲球泡燈，BOM成本在RMB15元以下。

驅(qū)動(dòng)電源的選擇

LED光源必須用恒定直流電流來(lái)驅(qū)動(dòng)，才能穩(wěn)定發(fā)光而無(wú)閃爍。驅(qū)動(dòng)電源的選擇，建議選用非隔離開(kāi)關(guān)恒流源，它的優(yōu)點(diǎn)是效率高，PF也不錯(cuò)，芯片集成度高，應(yīng)用電路簡(jiǎn)潔。如BP2831/2832，功能集成度高，內(nèi)置MOSFET，具有較高PF值，應(yīng)用電路十分簡(jiǎn)單，周邊的原器件數(shù)量只有14個(gè)，可靠性較高，具有優(yōu)異的線性調(diào)整率，負(fù)載調(diào)整率，能通過(guò)傳導(dǎo)及輻射，PCB板的面積Φ25mm，整個(gè)電源成本在RMB2.50元以下。