技术提升助LED室内照明发展

　　3.2　芯片集成封装

　　多芯片集成器件是目前大功率LED器件最为常见的另一种封装形式，可以分为小功率芯片集成器件和大功率芯片集成器件两类，前者以6个低功率芯片集成的1W大功率LED器件最为典型。国际上该类型器件具体性能可达到以下规格：半功率角120°，驱动电流300mA,标准电压318V和可达80lm的标准光通输出。该类器件的主要优势在于以较低的采购成本来获得单芯片大功率器件的光通量。大功率芯片集成器件以CREE公司最新推出的MC系列为代表（见表4），内含四个大功率芯片，通过优化设计，可以使最终的产品热阻控制在3℃/W,同时可以驱动高达10W的高功率，它的出现使得替代一些高端室内照明设施成为可能。该封装形式的主要难点是由于芯片间的差异性而引起的配光、老化、色度均匀性等难以控制。

　　3.3　ChiponBoard（COB）封装

　　该技术沿用传统半导体工艺，即直接将LED芯片直接固晶在PCB板上。利用该技术，目前已有厂商能使LED模组作到013mm以下的厚度，同时由于LED芯片直接与PCB板连接，增加了导热面积，散热问题也可以得到解决。目前此封装形式多以小功率芯片为主，器件效率可作到70lm/W（20mA）以上。不足之处在于还存在一些技术壁垒，目前能量产化的不多。

　　4　提升关键之三———灯具技术

　　4.1　散热技术

　　灯具的寿命一直是大家所关注的主要问题之一。一个好的灯具散热系统光靠低热阻的LED器件是远远不够的，它必须有效降低pn结到环境的热阻，以此尽可能降低LED的pn结结温来提高整个LED灯具的寿命。跟传统光源不同的是，PCB板既是LED的供电载体，也是散热载体，所以PCB的散热设计（包括布线、焊盘大小等）尤为重要。

　4.2　光学设计

　　LED是点光源，又有方向性。利用好LED的这两个特性是灯具光学设计的关键。通过LED点阵的设计和二次光学的设计，LED灯具可以达到比较理想的配光曲线。例如在整体照明中，要求灯具的照射面比较大，可以使用线性LED灯条配以导光板等技术使之成为面光源，既提高均匀度又可防止眩光的发生。一些辅助照明、层次照明中则需要一定的聚光效果，以突出被照物体，主要可以选择配一些聚光透镜来达到光学要求。除以上因素，色温、辉度、显色指数也是室内照明设计考虑的重点，目前通过LED芯片和荧光粉的改良，LED灯具的显色指数可达95[16]。

　　4.3　驱动设计

　　LED是单极性器件，在实际使用中仅允许电流从固定一侧流入并从相应另一侧流出，因此不能在LED器件两端直接施加交变电流或电压。同时，为了获得稳定的LED光通量输出，LED器件的输入电压（顺向）或电流亦需稳定，所以必须选用LED电源驱动器。一般可将LED电源驱动解决方案划分为以下三大类：

　　（a）DC/DC应用：如手电筒、闪光灯、MR16、头灯、橱柜照明等；

　　（b）AC/DC应用（≤25W）：如普通照明、汞灯替代照明等；

　　（c）AC/DC应用（≥25W）：如道路、隧道、铁路、洗墙的照明等。

　　4.4　系统设计

　　除了以上光电热因素的影响，LED灯具的整体设计也是重要的一环。包括灯具的外形、选材、结构设计。外形上需要增加其艺术美感，选材上兼顾环保实用，结构上要融于整体建筑架构。另外，根据实际的应用场所，选择合适的灯具出光效果也是需要考虑的。

　　5　结论

　　综上所述，本文从LED芯片、封装、灯具三方面阐述了LED技术提升的关键。按效率而言，目前量产的LED效率可达100lm/W@350mA,而实验室水平可高达161lm/W;按光源质量而言，目前LED灯具的显色指数可高达95,并且在体积和区域控制上优势明显；按照材料特性而言，组成部件的材料绿色环保。所以，可以看出LED还有较大的提升空间，随着LED配套产业链的进一步完善，相信LED室内照明将越来越普及。