LED照明灯具设计的十大难题

ledpan

LED照明灯具设计的十大难题（实际也就是LED灯具容易出现问题的地方）

1  核心难题：散热
2  最棘手的难题：小型化
3 不是难题的难题：驱动电源
4 附加的难题：连续调光
5 人人敬畏的难题：斑马纹
6 说不清的难题：寿命
7 说不白的难题：结温
8 令人头大的难题：成本
9 不可一概而全的难题：气候环境
10 行业难题：人才

1  核心难题：散热
  我研究了某光源封装厂家提供的大功率集成模组光源的光效问题，20w-200w不同功率的模组所用的芯片都是相同的，但20W的模组的光效高达94lm/w(热光效），50W的模组的光效为82lm/w(热）,100W的模组的光效高达70lm/w(热光效）200W的模组的光效高达57lm/w(热），这其实是热量在作祟，我测试过，同样的模组，在良好的散热前提下，20W的模组的光效高达105lm/w(冷光效），也就是说，如果散热设计的非常好的话，那么200W的模组的光效高达105lm/w，那么，做成B级能效（90lm/w)的LED照明灯具的成本应该是在12RMB/w以下，你想卖多少钱一瓦，就看用户的开心程度了。采用什么样的技术才能达到这么理想的散热效果，建议你去好好研究一下，但成本不能高了，要有意义，能量话。

第二：最棘手的问题：小型化
      大家都知道，几年前统计的数据表明，全国大用的路灯总数月为2400万盏，这个数字到现在是3000万盏，隧道灯的数量大致和路灯相当，因为1km的隧道平均用灯数量大致相当于10km道路的平均用灯数量，这个数字准不准没关系，我想说的是，这么多的灯都换成LED灯具，光是铝这一块就是一个无法承受的天文数字，就按一个灯10KG计算，那么久大约是60万吨，为什么不能把高压钠灯的等跑i扭下来，把LED灯换上去呢？这就是一个小型化的难题，前提是：散热还要好，节能指标还不能下降，怎么样，你来试试看。

第三：不是难题的难题：驱动电源
  从驱动电源的发展情况看，效率和可靠性都已经相当优秀了，为什么还要当成一个难题来说呢。是的，它的价格就是一个难题。从现在市面上的电源看，性能好一点的，大约价格为3元/w,当然，也有2-3元/w之间的，这个价格大约是光源价格的1/2弱，在LED照明灯具成本中成为第二大因素，如果使用非隔离殿宇，成本是下来了，但是安规又过不了，我们总不能自己去研发和生产电源吧？这也太难为情了。有公司推出采用交流驱动的LED光源，我朋友告诉说，这种光源的寿命不行，最好不要考虑。我没有测试过这种LED光源，所以就不敢妄加评论。

第四:附加的难题：连续调光
   LED是一个很随和的家伙，可以饿着，也可以撑着，驱动电流的大小都不挑剔，给吃多少电流就发多少光，这就长生了对LED进行调光控制的需求。这个功能增加固然是好事，可以让人更加懒惰了，节能指标也可以提高一点了，但是，增加了这个功能后，使系统的可靠性下降了，成本提高了，业主们一方面喊叫灯具的价格太高，另一方面却要增加自动连续调光的功能，真是做人难，做LED人更难，做LED好人难上加难。

LED十大难题之五：
人人敬畏的难题：斑马纹
什么是斑马纹，必须要看图片，文字不是很好解释，但是可以在网上找看看

   因为这个现象现在还没有得到更好的解决，于是，专家们说了：这是白光照明的固有现象。有人说了，专家的作用就是把粉丝们给说糊涂了。这二种说法的基础就是：专家们还都没搞清楚这种现象是怎么回事。以前说过，路面的均匀度越高，斑马纹现象越严重。我到不同的城市出差之际，遇到高压钠灯照明效果很均匀的路段，我就喜欢拿出照度计测一下均匀度，测试结果表明：路面的照度均匀度在0.35-0.4之间。二那些均匀度高达0.6以上的路段看上去就非常差了，这张照片显示的路段的照度均匀度高达0.61.其实，不管是白光照明还是钠光照明，斑马纹现在不是与生俱来的，完全可以通过高超的光学设计来修正，这可能需要变换一下坐标系和标准才能引导设计师们去做出令人臣服的设计。

LED十大难题之六：寿命
   LED灯具 的寿命到底是多长？这个问题可能是目前行业最难说清楚的问题。有人拿光源的50000小时说事，但这个5万小时又是理论推算。草帽和食人鱼封闭的LED的寿命可以说清楚，3528MT封闭的LED也可以说清楚，因为他们的寿命没有那么长，实验室做两三年就给结果了，但1-3W大功率的光源就说不清楚了，所说CREE和OSRAM已经做到了30000小时左右，光衰仍然低于30%，所以估计光源的寿命（光衰30%）是5万小时，这倒也差不多。但到底LED的寿命多长才算合适呢？我的观点是，要根据灯具所用的场合设计不同的寿命。比如用在每天照明时间为18小时以上的场合（隧道，地下车库等）就需要5万小时的寿命，而道路照明灯具的寿命3万小时就够用了，这个就意味着LED路灯使用要使用年以上，我敢说，现在装上去LED路灯在3年后就很不技能 了，因为LED路灯在3年后的灯具光效就会超过150LM/W,比现在高一倍，那个时候一定要换灯的，同样，用于8-10小时每天的照明灯，2万小时就可以了！！

但是事实是由于成品受好多因素的影响，大部分都不能达到3万小时

LED十大难题之七：道不白的难题：结温
LED的结温是与LED的寿命密不可分的关键技术指标，你设计的LED灯具的结温是多少，有多少人能说明白？真要想说明白，那就拿到专业的检测机构鉴定一下才可以，可这样大的测试有谁会去做？花钱不说，时间又很长，要求还很多，烦都烦死了，其实，结温的装去额数字兵不重要，关键是散热通道的设计是不是合理，如果散热通道设计合理，通常结温是不会超过75摄氏度的，这个结温是完全可以接受得，至于产业联盟推荐的65摄氏度还有待商酌，记得去年的时候有朋友问我：我的灯体温度不高，手摸不烫手，可是灯的面罩很烫手，这是怎么回事？很明显，这就是散热通道设计不合理的典型案例，结温已经超过140摄氏度了，热量从出光面以外红外辐射的形式散发出来了，我的主张是，对于光源功率单颗用到1.5W以上时，铝基板的导热系数应当选用2.2W/m.k,最好是3w/m.k,导热硅脂的导热系数也要3W/m.k以上的，当然，回流焊是比不可少的，还要有足够的散热面积，如果是采用模组集成大功率光源，那么至少也要用到热量，如果你有其他的高效散热技术的话，那就在好不过了


LED十大难题之八:成本
对于LED照明灯具执照企业来说，成本在某种程度上是生存的瓶颈，LED照明灯具居高不下的根源在于二源：第一是光源，第二是驱动电源。
这二源的成本占据了整个照明灯具成本的65%以上，我们分析了一些低价中标的公司，发现他们这两源占的成本比例约为50%，能把这个比例降下来的主要途径是三条：一是自己封装光源（低成本的），二是采用低质量的光源（坑人的），三是加大驱动电源（低光效的）这样一来，他们的灯具就来了竞争力。比如，深圳有一家公司，在跟我们讲订单的时候报出的价格是灯具15元/w,听到这个报价，我差点晕过去，所以，用户想知道为什么我的 灯具价格比他们高达50%以上，让我们二家在二天之内把灯具送过去直接进行PK，结果自然是高价高质量的，这个用户明白一分价钱一分货的道理。我们用的是OSRAM的光源，他们用的是CREE的芯片，外行不清楚啊，这不都是进口的吗？其实差距大了去了，所谓光源，是只已经封装好的，可以直接用来制造灯具的原件，而芯片是不能直接用到灯具的制造的零件，这就像是计算机的源代码一样，只有经过后续的一些工序才能使用。去年产业联盟在哈尔滨召开的标准推介会上，发布了这样一些数据：同样的芯片，不同的封闭厂家，光效相差53%，不同的芯片，同样的封装厂家，光效差距是27%，而且，我所见到的国内封装的光源与国家著名品牌的大功率光源相比还有很大的差距，只要问题有二个：一时个光衰快，一个是颜色不正，偏绿偏黄的多，所以，我主张国内的封装厂家可以成立一个联合研究组织，把封装这一块的水平提高上去

9.不可一概而全的难题：气候环境
        前些日子有俄罗斯客户说跟我要10000盏LED路灯，这个单子我可不敢接。俄罗斯有多冷啊，黄河以南LED生产企业生产的LED灯基本上是不能用到俄罗斯远东地区的，-55度摄氏的温度，千万别把你的灯送过去，一旦送过去了，百分之百收不回来货款。北方，特别是东北和西北地区，很低的温度会造成两个主要问题：一是电源难以启动，二是灯具结冰凌伤人。而在南非那样的地区，如果你要卖LED灯的话，也要考虑清楚了，你的散热是否能适应那样的高温环境？所以，在进行灯具设计时，一定要根据灯具的使用环境进行耐受能力的设计，千万不要只要是订单你就敢卖灯，这是对老板不负责任。

10.行业难题：人才
         猎头公司的鼻子是最灵敏的， 如果你还没有被猎头公司打搅，标准答案是：你还不够级别。在LED行业，现在最缺的不钱，而是人才，整个行业中，平均一家公司不足一个人才，这样的局面，怎么能出优秀的产品呢？人才有能忽悠型的忽人才，有闷葫芦型的真人才，市面上能忽悠的人才挺多见，真人才很难见到，这就是整个行业的真实写照。当然，这个局面会在3-5年内(后)得到缓解。如果你有幸偶遇一个真人才，那你可千万别太小气了，百万年薪一定能得到千万回报。