《電子技術(shù)應(yīng)用》
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LED照明設(shè)計關(guān)鍵全析
摘要: 要設(shè)計產(chǎn)品,首先要確定用誰的LED封裝結(jié)構(gòu),;接下來考慮怎樣適應(yīng)這些封裝形式,;由我們選擇的機會不多,,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。
Abstract:
Key words :

  要設(shè)計產(chǎn)品,首先要確定用誰的LED封裝結(jié)構(gòu),;接下來考慮怎樣適應(yīng)這些封裝形式; 由我們選擇的機會不多,,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。

  一,、半導(dǎo)體照明應(yīng)用中存在的問題

  1,、散熱

  2、缺乏標(biāo)準(zhǔn),,產(chǎn)品良莠不齊

  3,、存在價格與設(shè)計品質(zhì)問題,最終消費者選擇LED照明,,缺乏信心

  4,、半導(dǎo)體照明在電氣設(shè)計方面與傳統(tǒng)照明有很大差別,傳統(tǒng)燈具企業(yè)需要經(jīng)驗/技能積累過程

  5,、大家都看好該市場,,但是還沒有規(guī)模上量

  特點:

  1、通過調(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)計廠家,,不要過于復(fù)雜的電氣設(shè)計,只需在外部加上傳統(tǒng)的恒壓電源即可工作的簡潔線路設(shè)計,,是最快也是最可靠方式,;

  3、解決LED照明市場大規(guī)模上量的技術(shù)和品質(zhì)問題,。

  二,、散熱設(shè)計

  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、合理的計算設(shè)計散熱面積,;

  4,、有效的利用熱容量效應(yīng)。

  輸出驅(qū)動電壓選擇:

  20W以內(nèi)市電驅(qū)動時48V左右比較合適,;

  較大的功率市電驅(qū)動輸出電壓36V左右最合適,;

  離線式照明大部分是12V和24V電壓。

  特點:

  基于串并聯(lián)安全考慮出負(fù)載合適的驅(qū)動電壓值,,盡量統(tǒng)一電壓值減小電源設(shè)計規(guī)格成本,;

  基于安規(guī)規(guī)定,產(chǎn)品設(shè)計要符合認(rèn)證要求,,流峰值超過42.4Vac或直流超過60Vdc的電壓 ;

  從解決LED照明市場大規(guī)模上量的技術(shù)和品質(zhì)問題考慮,。

 

  要設(shè)計產(chǎn)品,,首先要確定用誰的LED封裝結(jié)構(gòu);接下來考慮怎樣適應(yīng)這些封裝形式,; 由我們選擇的機會不多,,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,。

  一,、半導(dǎo)體照明應(yīng)用中存在的問題

  1、散熱

  2,、缺乏標(biāo)準(zhǔn),,產(chǎn)品良莠不齊

  3、存在價格與設(shè)計品質(zhì)問題,,最終消費者選擇LED照明,,缺乏信心

  4、半導(dǎo)體照明在電氣設(shè)計方面與傳統(tǒng)照明有很大差別,,傳統(tǒng)燈具企業(yè)需要經(jīng)驗/技能積累過程

  5,、大家都看好該市場,但是還沒有規(guī)模上量

  特點:

  1,、通過調(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)計廠家,不要過于復(fù)雜的電氣設(shè)計,,只需在外部加上傳統(tǒng)的恒壓電源即可工作的簡潔線路設(shè)計,,是最快也是最可靠方式;

  3,、解決LED照明市場大規(guī)模上量的技術(shù)和品質(zhì)問題,。

  二、散熱設(shè)計

  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,、合理的計算設(shè)計散熱面積,;

  4,、有效的利用熱容量效應(yīng)。

  輸出驅(qū)動電壓選擇:

  20W以內(nèi)市電驅(qū)動時48V左右比較合適,;

  較大的功率市電驅(qū)動輸出電壓36V左右最合適,;

  離線式照明大部分是12V和24V電壓。

  特點:

  基于串并聯(lián)安全考慮出負(fù)載合適的驅(qū)動電壓值,,盡量統(tǒng)一電壓值減小電源設(shè)計規(guī)格成本;

  基于安規(guī)規(guī)定,,產(chǎn)品設(shè)計要符合認(rèn)證要求,,流峰值超過42.4Vac或直流超過60Vdc的電壓 ;

  從解決LED照明市場大規(guī)模上量的技術(shù)和品質(zhì)問題考慮。

 

  三,、最高效率后端驅(qū)動方式

  當(dāng)輸出電壓在48V左右時,,低壓差線性恒流器件恒流效率高達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,低壓差線性恒流器件恒流效率高達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:最高效的驅(qū)動恒流架構(gòu),;最高精度的恒流方式,受外圍器件影響最小 ;簡潔,、方便,、實用。

  四,、恒流消耗的功耗已達到可以忽略的程度

  在深圳CYT公司實驗室,,我們已經(jīng)驗證到后端恒流效率達到99.99375 %,到了可以完全忽略的地步,;

  未來我們用1年時間完成這一設(shè)計成就,,十多人的IC設(shè)計團隊和強有力的電源廠家合作,會盡快完成這一目標(biāo),。

  五,、AC-DC設(shè)計

  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,達不到恒流效果,;想法越多成本越高,,與風(fēng)險成正比。

  特點:

  要合理的利用現(xiàn)有的開關(guān)電源資源,,是最經(jīng)濟的,;

  恒壓和恒流技術(shù)結(jié)合是必然的 ;

  在穩(wěn)定的產(chǎn)品技術(shù)上創(chuàng)意才是有效的。

  與開關(guān)恒流方式比較

  六,、LED組合化封裝是未來發(fā)展趨勢

  模組的組合設(shè)計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)計成本;選擇國產(chǎn)的鋁基PCB板材,;便于光學(xué)設(shè)計,;電源設(shè)計簡化;封裝形式多樣,;有利增強國產(chǎn)LED競爭力,。!

 

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

  這是Cree,、Nichia、Lumileds,、OSRAM 具有代表性的幾款封裝,。要設(shè)計產(chǎn)品,首先要確定用誰的LED封裝結(jié)構(gòu),;接下來考慮怎樣適應(yīng)這些封裝形式,; 由我們選擇的機會不多,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)計是千變?nèi)f化的,怎樣才可以擺脫這一局面,?

  八,、模組化封裝與恒流技術(shù)結(jié)合

  在PCB板級設(shè)計LED封裝,實現(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)計產(chǎn)品,;有效的應(yīng)對日新月異,、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)計簡便實用,成本大幅度的降低,;還可以避開前沿LED封裝專利圍堵,。

  九、按電壓標(biāo)稱值封裝

  LED恒流驅(qū)動革新技術(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,,不再需要考慮任何關(guān)于LED恒流問題,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”一說終結(jié),!

  十、按產(chǎn)品設(shè)計發(fā)光源

  打破原來按光源設(shè)計產(chǎn)品,,反過來按產(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)計光學(xué)封裝結(jié)構(gòu),;成本低,;與產(chǎn)品結(jié)合設(shè)計散熱結(jié)構(gòu),熱阻降低,;恒流精度高,;保護功能具一體。深圳CYT公司LED實驗室可以快速幫助你完成產(chǎn)品設(shè)計,。

  十一,、模組化光源優(yōu)點①有效的降低成本

  減少封裝次數(shù),節(jié)省封裝費用,;

  同環(huán)境,、條件生產(chǎn)提高一致性,提高良品率;

  減少光學(xué)設(shè)計成本,;

  降低散熱設(shè)計成本,;

  批次混合封裝,降低分檔成本,;

  產(chǎn)品設(shè)計簡化,,降低整體成本;

  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。

 

  十二,、模組化光源優(yōu)點②熱阻降低

  光源與外殼散熱器直接結(jié)合,;

  避開PCB作為熱媒介;

  減少芯片到外殼散熱路徑,;

  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)計難題,。

  十三,、模組化光源優(yōu)點③恒流精度高

  模組內(nèi)統(tǒng)一考慮Vf值;

  恒流源受外界影響??;

  線性技術(shù)成熟高,沒有外圍器件影響精度,;

  沒有EMI干擾問題影響精度,;

  多路并聯(lián)相互不獨立影響精度;

  不受電源波動影響負(fù)載恒流精度,。 最高的恒流精度架構(gòu),,對LED亮度一致性及壽命最優(yōu)化的設(shè)計架構(gòu)。

  十四,、模組化光源優(yōu)點④保護一體化設(shè)計

  內(nèi)置溫度保護,;

  內(nèi)部電源及保護技術(shù);

  內(nèi)置高灰階接口,;

  短路和斷路保護,;

  可設(shè)置聯(lián)動保護功能;

  ESD保護,。

  其它任何內(nèi)置功能,、保護需求均可以探討。

  十五,、模組化光源優(yōu)點⑤走傳統(tǒng)電源道路

  這是穩(wěn)健的第一步,;可選擇性強,;成本是最優(yōu)惠的;開關(guān)電源都實現(xiàn)不了的指標(biāo),,LED電源也實現(xiàn)也困難,,少走彎路;就算有實力的公司設(shè)計,,LED部分也需要時間驗證,;完全沒有電磁兼容性問題。電源的成熟需要時間,,有些關(guān)于LED電源的宣傳你趕相信嗎,?先恒壓,再線性恒流,,一定是LED照明驅(qū)動方式未來市場主流,!

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