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重庆Led灯的优点和特性?

发布者:重庆森翰新型材料有限公司发表时间:2021-03-26
重庆Led灯的优点和特性?


对提问者的提问的意图不是很了解,究竟是想了解LED光源优点特性做一个技术参考,还是想了解LED照明灯作为家居照明的优点特性。暂且按提问者想了解LED照明灯作为家居照明的优点特性及部分灯具的选购指南来回答吧。


2011年开始接触LED灯具,开始只是兼职和朋友做一些LED灯贸易和小型灯光工程,2013年从政府部门辞职,跟父母要了20多万开办一个小型LED灯工厂。2015年彻底关闭工厂,对LED灯市场逐渐远离。对LED灯的了解算不上很专业,且有段时间没有了解市场,仅仅凭有限知识为知友提供一些参考。我将从LED灯按照从原料生产到成品的过程,一步步讲解LED的特性,最后再附上常用灯具的选用指南。


1.LED芯片




LED发光的核心在于LED的芯片,上图是一块台湾晶元35mil的芯片纹路图(已停产),35mil是芯片的边长,大约等于0.889mm。


LED芯片是LED灯具的核心,也是LED灯质量最关键的地方。一般来说芯片档次按照这个顺序降档(引用另一个回答)欧美日芯片>>韩国芯片>>台湾芯片>>国产芯片,好的芯片如下几个优点:


1)高光效,1W的功耗就发出130lm光算好,1W的功耗只发出60lm光算差,因为按照能量守恒定律除去发光所用的能量,其他能量都用作发热了。


2)较低的光衰,LED芯片在发光过程中必然会老化,进而光衰,一般灯具用一段时间后肯定会比刚开始暗一点的,较低的光衰可以保证更长的寿命


3)较高的结界温度,LED的光衰是随温度的攀升而逐渐加剧的,一旦过了LED内部温度超过结界温度,光衰会程直线上升方式加剧。懒得查资料了,我记得美国CREE芯片结界温度可以到120度,台湾厂一般都是80度。


高光效会降低发热,降低发热可以减少光衰,较高的结界温度对散热器要求又会降低。选用高档芯片就是好LED灯具第一步。但是某宝上面是买不到美国CREE芯片的灯具,因为实在太贵了,同样尺寸的芯片差距约10-100倍之间,做出成品差距就更大了。芯片生产是一项高科技高投入的活,欧美厂商有CREE、飞利浦、欧司朗、普瑞,日韩有日亚、三星,国产有三安、华磊等众多厂商,国产芯片又以三安光电较好。


2.封装


LED芯片相当的小,1mm都没有,没办法直接焊接在电路板上,而且高温下接触到空气也会很快氧化报废。于是我们就需要把LED芯片封装到一个合适的支架上,以供我们加工使用。




这是经典的仿流明封装的灯珠。这个灯珠分为四个部分,支架,芯片,连接线,荧光粉。其他封装结构的灯珠基本上也包含这四个部分。


1)支架




我们那个不足1mm的芯片就是放在这个支架中间那个位置。支架的两端一边是“-”,一边是“+”,这是与外部电路连接的接口。支架是承载芯片的架子,负责将芯片发出的热量传导出去,并连接芯片与外部电路。支架常规有三种材质:铁,黄铜、红铜、陶瓷、铝,根据支架的功能,我们可以想到导热性能最好的材质就是最好的支架材料了,红铜就是纯铜,导热性能最好,也最贵,黄铜是锌铜合金导热性能次之,铁最差。陶瓷和铝一般用于封装COB灯珠,COB灯珠就是把很多个芯片封装到一个支架上。陶瓷和铝的散热性能对比,没去了解过,因为用得少。支架的品质主要是材质决定,国内这块技术还是比较成熟的。


2)芯片 上文已述


3)连接线


芯片上是有四个连接点,两个圆点两个方点,需要导线把这四个点与支架连接起来。连接点非常小,需要非常细的导线,但是又能承载很大的电流。一般有三种材质,金线、合金线、铜线,金具有非常好的延展性及稳定性,是最好的材质,合金线是银金合金性能次之,铜线最差。最近几年推出一种倒装结构的芯片可以省了连接线。


4)荧光粉


用于照明的LED芯片目前基本上都是采用发蓝光的芯片,透过黄色荧光粉,发出白光。荧光粉须与胶水搅拌,然后滴到芯片表面,凝固后芯片就封装好了。好的胶水是美国道康宁,跟国产差的胶水相比贵一千倍,国产也有好的吧,不了解这块市场。差的荧光粉,会容易硫化变黑,褪色,膨胀使金线脱焊,好的荧光粉则稳定性好。


封装流水线便宜的几十万就可以买一条,二手设备更便宜,所以国内有非常多的封装厂,良莠不齐,一般有规模的工厂会选择两三个稳定的封装厂做供应商。像我以前那个小厂,就换过好多个供应商,质量一直不稳定。木林森、亿光都算是国内比较大封装厂。CREE、飞利浦、欧司朗、日亚等芯片厂家很多都有自己的封装厂。


封装有非常多的规格,用得比较多的有5050、2835、5730、仿流明、仿夏普、仿西铁城,仿CREE,可以说封装的标准都是别人的。


3.电源


单颗LED一般都是直流2.5-3.5V电压驱动,而我们的市电都是交流220V,这中间就需要一个变压器,这个变压器业内都是叫电源。电源又分为恒压源、恒流源、阻容源,大部分LED灯具都用恒流源,只有低压LED灯带才用恒压源。国内生产的最低端的LED灯一般采用阻容源,国际大厂生产的LED灯也采用阻容源,但是人家还把质量做得杠杠,这块我没怎么研究过。决定一个电源寿命的因素其实很多,但是国内做电源的工厂把电源做到寿命取决于电容的寿命了,而电容的寿命又取决于温度。


电源的生产相当简单,由电源管理芯片的厂商提供方案,然后按照方案做电路板买配件,组装一下就可以了,他们甚至对于原理一点都不懂。所以很多家庭作坊式的工厂都可以大批量生产电源。明韦是国内较知名电源工厂,老板是台湾人,工控电源起家,算是老品牌了,但是电源就是个易损原件,明韦也不见得有多好。


4.散热器与外壳


LED光源光效虽然比乌丝灯高很多,但是目前LED并不能把电能100%转化成光能,还有相当一部分电能转化为热能了。上文提到LED芯片的寿命跟温度很大关系,散热器和外壳就是决定LED成品灯温度最重要的部分。LED散热器和外壳形态相当多,散热方法方式也非常多。材质有铝、陶瓷、塑料,散热方式有增加空气接触面积、导流、风冷、水冷、相变。


5.光色


光色有几个参数,色温、显指、XY坐标、光谱,其实但凡灯具无论LED灯还是节能灯还是白炽灯都有这些光色参数的。色温我们称呼2700-3200K为暖白(如白炽灯的那种灯光),4000-4500K为自然白(如太阳光),6000-6500K为冷白(如光管的光)。显指,显指高对色彩还原逼真,色彩真实度以太阳光为参照,家庭用很少对这个有要求的,某宝上面很多奸商还是宣称他们的灯具显指高,其实没有对比没有仪器我们肉眼是很难判断的。XY坐标和光谱家庭用户更加不用关注了。
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