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LED照明設計過程中關鍵問題全析
摘要: 要設計產(chǎn)品,,首先要確定用誰的LED封裝結構,;接下來考慮怎樣適應這些封裝形式,;由我們選擇的機會不多,,光學結構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,。下面介紹LED照明設計過程中的關鍵問題及分析,。
Abstract:
Key words :

        要設計產(chǎn)品,首先要確定用誰的LED封裝結構,;接下來考慮怎樣適應這些封裝形式,; 由我們選擇的機會不多,光學結構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,。下面介紹LED照明" title="LED照明">LED照明設計過程中的關鍵問題及分析,。

  一、半導體照明應用中存在的問題

  1,、散熱

  2,、缺乏標準,產(chǎn)品良莠不齊

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

  4,、半導體照明在電氣設計方面與傳統(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準的、定制的,、可靠的高品質(zhì)產(chǎn)品,;

  2、新老燈具設計廠家,,不要過于復雜的電氣設計,,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)模上量的技術和品質(zhì)問題,。

  二,、散熱設計

  1、最短的熱傳到路徑,,減小熱傳導阻力,;

  2、增大相互傳導面積,,增加熱傳到速度,;

  3、合理的計算設計散熱面積,;

  4,、有效的利用熱容量效應。

  輸出驅動電壓選擇:

  1、20W以內(nèi)市電驅動時48V左右比較合適,;

  2,、較大的功率市電驅動輸出電壓36V左右最合適;

  3,、離線式照明大部分是12V和24V電壓,。

  特點:

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

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

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

        要設計產(chǎn)品,,首先要確定用誰的LED封裝結構;接下來考慮怎樣適應這些封裝形式,; 由我們選擇的機會不多,,光學結構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,。下面介紹LED照明設計過程中的關鍵問題及分析,。

  一、半導體照明應用中存在的問題

  1,、散熱

  2,、缺乏標準,產(chǎn)品良莠不齊

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

  4,、半導體照明在電氣設計方面與傳統(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準的、定制的,、可靠的高品質(zhì)產(chǎn)品,;

  2、新老燈具設計廠家,不要過于復雜的電氣設計,,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)模上量的技術和品質(zhì)問題,。

  二、散熱設計

  1,、最短的熱傳到路徑,,減小熱傳導阻力;

  2,、增大相互傳導面積,,增加熱傳到速度;

  3,、合理的計算設計散熱面積,;

  4、有效的利用熱容量效應,。

  輸出驅動電壓選擇:

  1,、20W以內(nèi)市電驅動時48V左右比較合適;

  2,、較大的功率市電驅動輸出電壓36V左右最合適,;

  3、離線式照明大部分是12V和24V電壓,。

  特點:

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

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

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

  三,、最高效率后端驅動方式

  當輸出電壓在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:最高效的驅動恒流架構,;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年時間完成這一設計成就,,十多人的IC設計團隊和強有力的電源廠家合作,會盡快完成這一目標,。

  五,、AC-DC設計

  開關電源發(fā)展到今天是多年積累的結果,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系,,必須要分開考慮;恒流源負載調(diào)整率是1%(mA)/V,,達不到恒流效果,;想法越多成本越高,與風險成正比,。

  特點:

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

  2,、恒壓和恒流技術結合是必然的 ;

  3、在穩(wěn)定的產(chǎn)品技術上創(chuàng)意才是有效的,。

  六,、LED組合化封裝是未來發(fā)展趨勢

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

  七,、封裝結構‘綁架’了我們光學效果設計

  這是Cree,、Nichia、Lumileds,、OSRAM 具有代表性的幾款封裝,。要設計產(chǎn)品,首先要確定用誰的LED封裝結構,;接下來考慮怎樣適應這些封裝形式,; 由我們選擇的機會不多,光學結構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結合

  在PCB板級設計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;整合恒流技術與配光參數(shù)后的功率LED基礎上設計產(chǎn)品,;有效的應對日新月異,、千變?nèi)f化的LED燈具需要;電源部分,,只采用現(xiàn)有傳統(tǒng)開關恒壓電源供電,;提高產(chǎn)品投放速度,燈具設計簡便實用,,成本大幅度的降低,;還可以避開前沿LED封裝專利圍堵。

  九,、按電壓標稱值封裝

  LED恒流驅動革新技術在深圳CYT誕生,,我將它命名為《功率LED恒流集成封裝》技術,簡稱《模組封裝》,;此技術是LED封裝技術的基礎上直接整合低壓差線性高精度恒流技術,;以后LED可以直接標稱電壓值規(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技術的產(chǎn)品設計,,不再需要考慮任何關于LED恒流問題,使用現(xiàn)有的標準恒壓電源供電即可,。此技術將宣告“LED恒流電源”一說終結,!

  十、按產(chǎn)品設計發(fā)光源

  打破原來按光源設計產(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)品設計光學封裝結構,;成本低,;與產(chǎn)品結合設計散熱結構,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)品設計,。

  十一,、模組化光源" title="模組化光源">模組化光源優(yōu)點①有效的降低成本

  1、減少封裝次數(shù),,節(jié)省封裝費用,;

  2、同環(huán)境,、條件生產(chǎn)提高一致性,,提高良品率;

  3,、減少光學設計成本,;

  4、降低散熱設計成本,;

  5,、批次混合封裝,降低分檔成本,;

  6,、產(chǎn)品設計簡化,降低整體成本,;

  7,、低廉的封裝架構。這一技術,,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

  1、光源與外殼散熱器直接結合,;

  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,;最有效的降低散熱熱阻,,解決散熱設計難題。

  十三,、模組化光源優(yōu)點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?。?/p>

  3,、線性技術成熟高,,沒有外圍器件影響精度;

  4,、沒有EMI干擾問題影響精度,;

  5、多路并聯(lián)相互不獨立影響精度,;

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

  十四、模組化光源優(yōu)點④保護一體化設計

  1,、內(nèi)置溫度保護,;

  2、內(nèi)部電源及保護技術,;

  3,、內(nèi)置高灰階接口;

  4,、短路和斷路保護,;

  5、可設置聯(lián)動保護功能,;

  6,、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;開關電源都實現(xiàn)不了的指標,,LED電源也實現(xiàn)也困難,,少走彎路;就算有實力的公司設計,,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照明驅動方式未來市場主流,!

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