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LED燈具:15大關鍵設計問題全析

發布時間:2021-07-08      文章來源:

要設計產品,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;我們很多創意不能很好的發揮。

一、半導體照明應用中存在的問題

1、散熱

2、缺乏標準,產品良莠不齊

3、存在價格與設計品質問題,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照明有很大差別,傳統燈具企業需要經驗/技能積累過程

5、大家都看好該市場,但是還沒有規模上量

特點:

1、通過調整高精度恒流芯片,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、可靠的高品質產品;

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照明市場大規模上量的技術和品質問題。

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:

20W以內市電驅動時48V左右比較合適;

較大的功率市電驅動輸出電壓36V左右最合適;

離線式照明大部分是12V和24V電壓。

特點:

基于串并聯安全考慮出負載合適的驅動電壓值,盡量統一電壓值減小電源設計規格成本;

基于安規規定,產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 ;

從解決LED照明市場大規模上量的技術和品質問題考慮。

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,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,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

開關電源發展到今天是多年積累的結果,短期內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:

要合理的利用現有的開關電源資源,是最經濟的;

恒壓和恒流技術結合是必然的 ;

在穩定的產品技術上創意才是有效的。

與開關恒流方式比較

六、LED組合化封裝是未來發展趨勢

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;我們很多創意不能很好的發揮。

燈具設計是千變萬化的,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,實現容易成本低廉;大家集思廣益,都能開發出不同類型的封裝形式;整合恒流技術與配光參數后的功率LED基礎上設計產品;有效的應對日新月異、千變萬化的LED燈具需要;電源部分,只采用現有傳統開關恒壓電源供電;提高產品投放速度,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格出現,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技術的產品設計,不再需要考慮任何關于LED恒流問題,使用現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、按產品設計發光源

打破原來按光源設計產品,反過來按產品定制LED光源封裝形式;最大限度配合產品創意展現;因產品設計光學封裝結構;成本低;與產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品設計。

十一、模組化光源優點①有效的降低成本

減少封裝次數,節省封裝費用;

同環境、條件生產提高一致性,提高良品率;

減少光學設計成本;

降低散熱設計成本;

批次混合封裝,降低分檔成本;

產品設計簡化,降低整體成本;

低廉的封裝架構。這一技術,將指引LED照明行業沿著健康的方向發展。

十二、模組化光源優點②熱阻降低

光源與外殼散熱器直接結合;

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;最有效的降低散熱熱阻,解決散熱設計難題。

十三、模組化光源優點③恒流精度高

模組內統一考慮Vf值;

恒流源受外界影響小;

線性技術成熟高,沒有外圍器件影響精度;

沒有EMI干擾問題影響精度;

多路并聯相互不獨立影響精度;

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化的設計架構。

十四、模組化光源優點④保護一體化設計

內置溫度保護;

內部電源及保護技術;

內置高灰階接口;

短路和斷路保護;

可設置聯動保護功能;

ESD保護。

其它任何內置功能、保護需求均可以探討。

十五、模組化光源優點⑤走傳統電源道路

這是穩健的第一步;可選擇性強;成本是最優惠的;開關電源都實現不了的指標,LED電源也實現也困難,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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