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什么是LED光引擎?LED光引擎有什么技术难点和意义


什么是LED光引擎?LED光引擎有什么技术难点和意义

LED 光引擎(LED light Engine)即包含LED 封装(元件)或LED 阵列(模块)、LED 驱动器、以及其他光度、热学、机械和电气元件的整体组合,该组合通过一个与LED灯具匹配的常规连接器直接连接到分支电路上。因此LED 光引擎是一个介于LED 灯具和LED 灯之间的器件,与LED 灯的区别是它不含有标准灯头不能与分支电路直接连接,与LED灯具的相同点是可以具有设定的配光及散热功能。该产品能有效的提高LED室内灯具的稳定性,提高各性能参数(如显色性,系统光效等),因此是目前各大LED灯具厂家的未来研发及推广的重点。

茅于海教授给LED光引擎总结了一个更为粗浅的定义,即LED光源+恒流驱动电源装在一块铝基板上。


作为中国LED网专家,茅于海教授在业界已享誉盛名,且有一长串亮光的头衔:美国康奈尔大学电气工学院副研究员、电气电子工程师学会高级会员、清华大学电子工程系教授、中国电子学会会士、美国IEEE高级会员,美国斯坦福大学客座教授,清华大学无线电电子学研究所副所长。当时又新增了:埃菲莱光电董事长。


是不是整个LED灯具也可以称为光引擎呢?茅于海指出,当然不可以。正如整个轿车不能称为引擎一样,引擎是轿车的动力总成,但是不等于轿车,还要加上外壳才华变成轿车。之所以需要有光引擎这样的产品,是因为一切的灯具有各式各样的外观。有些灯具甚至可以称为艺术品。


就拿白炽灯来说,可以说它只需最简单的灯泡一种形式,顶多再加上蜡烛灯或极小的圣诞灯。但是它的外形但是有各式各样的。尤其是水晶灯更是各式各样的工艺美术品,炫彩绮丽。LED还必须加上各种恒流驱动源才能像一个白炽灯一样工作(接上220V就可以亮)。如果把LED做成光引擎,它也像白炽灯一样接上220V就可以亮(当然还需要有与其相配的散热器)。这样一方面有助于规范化,另一方面也可以大大地便于外壳(和散热器)方案者发扬其所能。


                                                                     LED光引擎思考示意图


LED光引擎技术难点解读


把驱动恒流源做到LED灯板上去,第一个难点便是空间不

以球泡灯为例:假定把通常的开关恒流源放到LED铝基板上,一共有30多个元器件,其间还有大电感、变压器和大电容,元件会挡光,元件越多,可靠性越差。因此,开关恒流源不可用。


这种情况下,可通过线性恒流电源来处理。


但同时茅于海表明,常的线性恒流源不是一种可行的光引擎方案。尽管它解决了占用空间的难题,可线性流源功率低下,尤其在高市电时功率更低,另外它的发热量也比较大。

虽然不论电源放在哪里,它的热量总是要通过散热器散到空间,但是当电源和灯板放在一起的时,电源所消耗的功率会变成热量而直接加到灯板上,就会增加灯板所需散去的热量,这就会增高LED的结温,影响其寿


这也引申出了光引擎第二个技术难点——散热。

10瓦LED球泡灯为例,假定电源功率为85%(线性恒流源市电电压越高,功率越低),也便是驱动LED功率为8.5瓦,电源本身消耗功率为1.5瓦。


假定LED发光功率为30%,也便是70%的功率变成热需要发出出去。如今再加上电源的1.5w,就变成了7.8W的功率,将增加19.2的热量。这些热量到铝基板上,就会使得LED的结温也增加15.8%(因为有一部扩散散到散热器)。假定本来LED的结温是85℃,如今LED结温就会增加到98.4℃,这会降低LED的寿

在这种情况下,只极高功率的线性恒流源才光引擎,它的优点在于高功率和光效的平稳性。高效驱动减少了整体发热。


 LED光引擎的意义: 

 1、标准化制造,有利于LED灯具的推广;  LED室内灯具市场五花八门,各行其道,相互的不可替换性这样给室内LED的推广以及照明设计,后期施工等带来了极大的不便利。而LED光引擎是一个标准化的产品,LED灯具厂根据不同应用场合来选择不同的LED光引擎来设计自己的灯具,就犹如球泡灯配合上各种各样的外壳,给光以无穷的可能。同时光引擎的建立更有利于市场的互通性,避免光源与灯具的捆绑式销售等。 


 2、降低LED照明灯具厂家研发费用,缩短产品生产周期;  LED灯具由于其特殊性,在行业规范尚不统一的阶段,其生产厂家需要除光学和结构以外的专业人士以外,还需配置电子、电气、散热,甚至是自控系统等额外的专业人士,为专业的LED照明厂家形成门槛,不利于整个LED行业的发展。因为,在传统模式的基础上,将原有的光源厂整合为光引擎厂,由于光引擎已经考虑了电子电气等一系列光源所需问题,因此LED灯具厂就只需要考虑外部结构,二次散热和二次配光问题即可,从而大大减少了LED照明灯具的研发费用,缩短生产周期




 3、提升LED灯具整体性能。  由于LED光引擎明确规定了不同应用场合的输出流明,显色指数,色温等参数,故对提升LED灯具的应用品质有很大的提高和有效地保障。

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