中心議題：

• LED照明秘籍 抓住“三個關鍵”

解決方案：

• 掌握LED照明燈具散熱
• 抓住LED驅動電源
• 掌握LED光源

想做好一個LED照明產品最關鍵的幾個部分不能不知，就是散熱

、驅動電源
、光源
，在此同時，散熱顯得尤為重要，散熱效果直接影響到照明產品的壽命質量，而驅動電源本身的壽命及輸出電流、電壓的穩定性對產品的整體壽命質量也有很大影響，光源是整個產品的核心部分。下麵對散熱
、驅動電源
、光源進行解析說明。

一，散熱

LED照明燈具散熱的問題解答

duimuqianchangjiandebaichidengpaohuoshiyingguangdenglaishuo，jibianchanpinbenshenyunxingkenengchanshengreneng，danzujiandegaorerengkeyibeiyouxiaogeli
，shiguangyuanyudianyuanjiezuobuhuiyinreerchanshengyiwaidewenti。dangutaizhaomingjiubutong，yilaiLED組件集中單點的運行高溫
，必須采取更多積極手段進行散熱處理，同時搭配主動有效的熱處理機製
，才能避免燈具發生問題。LED固態光源熱處理問題較傳統燈具複雜得多。

傳(chuan)統(tong)光(guang)源(yuan)或(huo)燈(deng)具(ju)多(duo)有(you)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)產(chan)生(sheng)高(gao)熱(re)的(de)問(wen)題(ti)
，例(li)如(ru)鹵(lu)素(su)燈(deng)泡(pao)或(huo)白(bai)熾(chi)燈(deng)泡(pao)
，若(ruo)是(shi)白(bai)熾(chi)燈(deng)形(xing)式(shi)，即(ji)在(zai)特(te)殊(shu)處(chu)理(li)的(de)燈(deng)球(qiu)內(nei)加(jia)熱(re)鎢(wu)絲(si)產(chan)生(sheng)光(guang)亮(liang)。

實際上，高溫產生在燈絲上而非燈座，即便燈座會因燈球玻璃或是金屬受鎢絲發光的輻射熱、熱傳導間接產生高溫，但產生的溫度都在可接受的安全範圍，再加上非直接接觸傳導，安全性也相對較高。

但換成LED固態光源形式的燈具，其熱處理便可能成為新的應用安全問題。多數人會認為LED具高能源轉換效率、低驅動能源優勢
，自然使用安全性較高
，但實際上LED固態光源為了達到日常照明的應用目的
，必須透過加大單組組件的功率去強化單元件的輸出流明，例如燈具廠會采取多LED組件整合形式加強輸出效果，且多組件同時運行也能改善LED固態光源光型偏向點光源的問題

，讓LED固態光源技術的燈具可產生如燈泡般的麵光源效果。

如果要強化單元件的輸出流明，必須更高的電流，以使LED芯片的PN接麵產生更多流明
，但更高電流也會讓單點LED組件的溫度升高
、更難處理
，甚至為了提高燈具的光型表現、發光效率而采取多組件並用形式，也會使LED燈具的高溫問題加劇，讓散熱問題更難處理。

綜觀目前LED燈具市場的發展趨勢
，多數LED光源的廠商大多會先以市場為主導
，因為高單價、高利潤，也可以借由技術差異迅速打入發展技術較前衛的LED光源市場
，例如，針對室內裝潢、情境燈具應用的嵌燈


、壁燈、吸頂燈就成為LED光源燈具較常見的設計形式
，其替換傳統燈具後的省電效益亦最受相關業者關注。

LED光源燈具必須重點處理的熱管理設計，在可能於密閉或半密死循使用的嵌燈、壁燈、吸頂燈產品，形成更嚴苛的挑戰，燈具開發商必須從材料、產品構型、主/被動散熱機製
、驅動芯片設計等方麵投入更多資源，以避免產品的問題肇生。特別是LED嵌(qian)入(ru)式(shi)燈(deng)具(ju)體(ti)積(ji)小(xiao)
，且(qie)常(chang)采(cai)多(duo)組(zu)件(jian)整(zheng)合(he)，模(mo)塊(kuai)的(de)散(san)熱(re)設(she)計(ji)難(nan)度(du)較(jiao)高(gao)。嵌(qian)入(ru)式(shi)燈(deng)具(ju)外(wai)殼(ke)采(cai)鋁(lv)擠(ji)型(xing)或(huo)散(san)熱(re)片(pian)設(she)計(ji)

，可(ke)發(fa)揮(hui)自(zi)體(ti)散(san)熱(re)作(zuo)用(yong)。但(dan)這(zhe)還(hai)遠(yuan)遠(yuan)不(bu)夠(gou)。

LED熱管理：NTC持續運行溫度維持LED燈使用安全

若LED燈具沒有搭配足夠的熱管理設計
，在使用過程中可能會導致燈具因為經常性高熱運行造成壽命銳減，產生必須頻繁更換故障LED燈具的困擾，嚴重者甚至可能釀成意外，因運行高溫造成線或是周邊裝潢著火燃燒！

在產品開發階段
，可運用智能型LED燈光控製技術，透過主動式的監看LED燈具與整體光源模塊的溫度表現
，簡化裝置的熱管理工作，同時當燈具與周遭溫度上升至區段時，燈具必須降低電功率、減少LED亮度輸出，以此提升LED固態光源燈具的使用安全性。

像LED吸頂燈外殼考慮較簡單的設計形式，若燈具本身所使用的驅動器功能較聚焦於電源轉換與LED組件驅動，並未內嵌溫控微處理器與散熱處理模塊

，為避免增加產品原料件的成本，LED燈具可整合NTC(NegativeTemperatureCoeffient)負溫度係數ThermistorSensors電，是成本效益相對較高的安全設計方案。

所謂NTC電，其設置目的是藉由透過電子回去監看LED的模塊燈具溫度
，透過默認溫度警示或是對應自動處理驅動狀況，采關閉LED固態光源模塊方式，來提升LED燈具的使用安全
，同時NTC電也能降低設計的複雜度。

由於NTC電的溫度係數非常大，因此可以偵測得知微小的溫度變化表現，被廣泛應用於需量測
、控製與補償溫度的相關電設計中，而NTC電在LED光源模塊設計中

，基本上為量測LED固態光源燈具的產品周邊溫度變化，至於量測狀況會隨著NTC改變的電壓現況，直接測得電壓和NTC電的溫度對應關係。

當NTC和周邊電或整個模塊溫度提升時，NTC電的電阻隨即降低，產品可依此相依關係進行相關安全控製機製反饋，例如減少LED發光組件的驅動電流或是直接強製關閉燈具照明，在燈具溫度問題改善後自動回複照明狀態，藉此獲得燈具使用的安全性。

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二，驅動電源

LED驅動電源也是一個配套產品
，目前市場上的電源品質參差不齊，下麵提供一些LED驅動電源的相關知識。

1、什麼是LED驅動電源

LED驅動電源把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發光的電壓轉換器，通常情況下：LED驅動電源的輸入包括高壓工頻交流（即市電）
、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流（如電子變壓器的輸出）等。而LED驅動電源的輸出則大多數為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。LED電源核心元件包括開關控製器
、電感器

、開關元器件（MOSfet）、反饋電阻、輸入濾波器件、輸出濾波器件等等。根據不同場合要求、還要有輸入過壓保護電路
、輸入欠壓保護電路，LED開路保護、過流保護等電路。

2、LED驅動電源的特點

（1）高可靠性

特別像LED路燈的驅動電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費也大。

（2） 高效率

LED是(shi)節(jie)能(neng)產(chan)品(pin)，驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)的(de)效(xiao)率(lv)要(yao)高(gao)。對(dui)於(yu)電(dian)源(yuan)安(an)裝(zhuang)在(zai)燈(deng)具(ju)內(nei)的(de)結(jie)散(san)熱(re)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。電(dian)源(yuan)的(de)效(xiao)率(lv)高(gao)
，它(ta)的(de)耗(hao)損(sun)功(gong)率(lv)小(xiao)，在(zai)燈(deng)具(ju)內(nei)發(fa)熱(re)量(liang)就(jiu)小(xiao)，也(ye)就(jiu)降(jiang)低(di)了(le)燈(deng)具(ju)的(de)溫(wen)升(sheng)。對(dui)延(yan)緩(huan)LED的光衰有利。

（3）高功率因素

功率因素是電網對負載的要求。一般70wayixiadeyongdianqi，meiyouqiangzhixingzhibiao。suirangonglvbudadedangeyongdianqigonglvyinsudiyidianduidianwangdeyingxiangbuda

，danwanshangshiyongzhaomingliangda，tongleifuzaitaijizhong
，huiduidianwangchanshengjiaoyanzhongdewuran。duiyu30瓦~40瓦的LED驅動電源
，據說不久的將來，也許會對功率因素方麵有一定的指標要求。

（4）驅動方式

現在通行的有兩種：其一是一個恒壓源供多個恒流源，每個恒流源單獨給每路LED供電。這種方式，組合靈活，一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電也就是“中科慧寶“改采用的驅動方式，LED串聯或並聯運行。它的優點是成本低一點，但靈活性差
，還要解決某個LED故障，不影響其他LED運行的問題。這兩種形式
，在一段時間內並存。多路恒流輸出供電方式

，在成本和性能方麵會較好。也許是以後的主流方向。

（5）浪湧保護

LED抗浪湧的能力是比較差的
，特別是抗反向電壓能力。加強這方麵的保護也很重要。有些LED燈裝在戶外，如LED路燈。由於電網負載的啟甩和雷擊的感應，從電網係統會侵入各種浪湧
，有些浪湧會導致LED的損壞。因此分析“中科慧寶“的驅動電源在浪湧保護方麵應該有一定的欠缺，而至於電源及燈具頻繁更換
，LED驅動電源要有抑製浪湧的侵入，保護LED不被損壞的能力。

（6）保護功能

電源除了常規的保護功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋，防止LED溫度過高；要符合安規和電磁兼容的要求。

3、按驅動方式分類

（1）恒流式

恒(heng)流(liu)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)流(liu)是(shi)恒(heng)定(ding)的(de)，而(er)輸(shu)出(chu)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)卻(que)隨(sui)著(zhe)負(fu)載(zai)阻(zu)值(zhi)的(de)大(da)小(xiao)不(bu)同(tong)在(zai)一(yi)定(ding)範(fan)圍(wei)內(nei)變(bian)化(hua)，負(fu)載(zai)阻(zu)值(zhi)小(xiao)，輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)就(jiu)低(di)，負(fu)載(zai)阻(zu)值(zhi)越(yue)大(da)，輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)也(ye)就(jiu)越(yue)高(gao)；

恒流電路不怕負載短路，但嚴禁負載完全開路；

恒流驅動電路驅動LED是較為理想的，但相對而言價格較高

；

應注意所使用最大承受電流及電壓值
，它限製了LED的使用數量。

（2）穩壓式

當穩壓電路中的各項參數確定以後，輸出的電壓是固定的
，而輸出的電流卻隨著負載的增減而變化；

穩壓電路不怕負載開路，但嚴禁負載完全短路；

以穩壓驅動電路驅動LED，每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均
；

亮度會受整流而來的電壓變化影響。

4
、整體恒流和逐路恒流工作方式優缺點

與整體恒流相較，逐路恒流雖然缺點比較多
，成本也比較高。但是它能真正的起到保護LED和延長LED的壽命
，所以逐路恒流才是未來的趨勢。

5
、LED電源的不足

LED驅動電源目前存在不足的原因：

生產LED照zhao明ming及ji相xiang關guan產chan品pin的de公gong司si的de技ji術shu人ren員yuan對dui開kai關guan電dian源yuan的de了le解jie不bu夠gou，做zuo出chu的de電dian源yuan是shi可ke以yi正zheng常chang工gong作zuo
，但dan一yi些xie關guan鍵jian性xing的de評ping估gu及ji電dian磁ci兼jian容rong的de考kao慮lv不bu夠gou
，還hai是shi有you一yi定ding得de隱yin患huan
；

大部分LED電源生產企業都是從普通的開關電源轉型過來做LED電源，對LED的特點及使用認識還不夠；

目前關於LED的標準幾乎沒有，大部分都是參考開關電源和電子整流器的標準
；

現在大部分LED電源沒有統一，所以量大部分都比較小。采購量小

，價格就偏高，而且元器件供應商也不太配合；

LED電源的穩定性：寬電壓輸入，高溫和低溫工作，過溫
、過壓保護等問題都沒有一一解決；

首先是驅動電路整體壽命，尤其是關鍵器件如：電容在高溫下的壽命直接影響到電源的壽命；

是LED驅動器應挑戰更高的轉換效率，尤其是在驅動大功率LED時更是如此
，因為所有未作為光輸出的功率都作為熱量耗散，電源轉換效率的過低，影響了LED節能效果的發揮
；

目前在功率較小（1-5W）的應用場合
，恒流驅動電源成本所占的比重已經接近1/3，已經接近了光源的成本，一定程度上影響了市場推廣。

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三，LED光源

LED光源要進入照明領域，性能的優劣隻是前提，成本的高低才是真正的決定因素。在半導體照明發展的初期，著力於追求性能是必須的;在zai半ban導dao體ti照zhao明ming發fa展zhan到dao一yi定ding階jie段duan，我wo們men應ying將jiang注zhu意yi力li轉zhuan移yi到dao如ru何he在zai保bao證zheng性xing能neng的de前qian提ti下xia大da幅fu度du降jiang低di成cheng本ben。因yin為wei我wo們men要yao做zuo的de不bu隻zhi是shi小xiao資zi們men欣xin賞shang的de藝yi術shu品pin，而er是shi普pu通tong大da眾zhong都dou能neng接jie受shou的de大da宗zong商shang品pin。成cheng品pin的de高gao低di決jue定ding著zheLED作為光源對照明領域滲透率的高低。

商品成本的降低，一般有以下途徑：

材料降成本——在原有產品方案上壓供應商的材料價、降低材料等級或選用替代材料，最直接有效，但幅度有限，且存在一定的品質風險;

技術降成本——采用新的技術路線，改變原有產品方案，減少用料和製造環節

，幅度客觀;

效率降成本——有賴於技術、設備和管理的進步。

要降低LED光源的成本，以上途徑都要考慮
，但首要考慮的是如何因應半導體照明的特點，打破傳統封裝觀念的約束，以新的技術方案來降低LED的封裝成本。

對傳統照明而言
，一般都是采用“光源+燈具”的模式
，光源的製造相對獨立於燈具。由於LED光源具有體積小、發強光和易於控製等的特點，故在應用中一般可根據照明效果的要求做出靈活的變化和選擇。對於半導體照明而言，LED光源與燈具的製造沒有明顯的界限，LED光源成本的降低應與照明係統的要求整體考慮。因此

，LED光源的封裝方案應根據照明係統的驅動電路、熱量管理、光學設計和結構設計等要求而做出，目的就是發展新型的LED光源封裝形式
，在保證整體性能的前提下大幅度降低封裝和應用成本。

1、芯片集成COB光源模塊個性化封裝可能成為半導體照明未來主流封裝形式

LED有分立和集成兩種封裝形式。LED分立器件屬於傳統封裝，廣泛應用於各個相關的領域，經過四十多年的發展
，已形成了一係列的主流產品形式。芯片集成COB模塊目前屬於個性化封裝，主要為一些個案性的應用產品而設計和生產，尚未形成主流產品形式。

傳統的LED燈具做法是：LED分源分立器件→MCPCB光源模組→LED燈具，主要是由於沒有現成合適的核心光源組件而采取的做法
，不但耗工費時，而且成本較高。實際上
，我們可以將“LED光源分立器件→MCPCB光源模組”合二為一
，直接將LED芯片集成在MCPCB(或其它基板)上做成COB光源模塊，走“COB光源模塊→LED燈具”的路線，不但省工省時
，而且可以節省器件封裝的成本。

與分立LED器件相比，COB光源模塊在照明應用中可以節省LED的一次封裝成本、光引擎模組製作成本和二次配光成本。在相同功能的照明燈具係統中，實際測算可以降低30%左右的光源成本，這對於半導體照明的應用推廣有著十分重大的意義。在性能上，通過合理的設計和微透鏡模造，COB光源模塊可以有效地避免分立光源器件組合存在的點光、眩光等弊端;還可以通過加入適當的紅色芯片組合，在不明顯降低光源效率和壽命的前提下，有效地提高光源的顯色性(目前已經可以做到90以上)。在應用上
，COBguangyuanmokuaikeyishizhaomingdengjuchangdeanzhuangshengchangengjiandanhefangbian
，youxiaodijiangdileyingyongchengben。zaishengchanshang，xianyoudegongyijishuheshebeiwanquankeyizhichigaoliangpinlvde

COB光源模塊的大規模製造。隨著LED照明市場的拓展
，燈具需求量在快速增長
，我們完全可以根據不同燈具應用的需求，逐步形成係列COB光源模塊主流產品，以便大規模生產。

2、小型化貼片式LED也將是LED光源的另外一大主流產品

除了芯片集成的COB光源模塊有可能成為未來的半導體照明的主流封裝形式外
，高性能、低成本、方便於大規模生產製造和安裝應用的小型化貼片式LED也將是LED光源的另外一大主流產品。個人認為，未來半導體照明的主要表現形式為：

平麵照明——辦公場所或背光照明;

帶狀照明——裝飾照明;

燈具照明——替代傳統照明。

在平麵照明產品中，芯片集成的COB光源模塊和貼片式LED的應用將並存;在帶狀照明產品中，貼片式LED將獨領風騷;在燈具照明產品中，芯片集成的COB光源模塊的應用將成為主流。

總之，走向照明的LED光源將形成兩大主流形態——功能化的芯片集成COB光源模塊額小型化 LED器件
，低成本將是永恒的主題。誰能率先打破傳統封裝的約束



，開發出符合半導體照明需求的LED光源，誰就能占得產品的先機;誰能夠在保證性能的前提下將成本做到極致
，誰就能把握未來LED光源的市場。

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