LED照明設計中的幾種關鍵問題分析

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(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(tǒng)照明有很大差別，傳統(tǒng)燈具企業(yè)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(guī)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(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(fā)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：

1、要合理的利用現(xiàn)有的開關電源資源，是最經濟的;

2、恒壓和恒流技術結合是必然的 ;

3、在穩(wěn)定的產品技術上創(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(chuàng)意不能很好的發(fā)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(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(xiàn)有傳統(tǒng)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(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、按產品設計發(fā)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(chuàng)意展現(xiàn);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(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、模組內統(tǒng)一考慮Vf值;

2、恒流源受外界影響小;

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。