无电解电容LED光引擎的缺点和问题

　　下面举一个例子来说明这个问题。

　　假定一个10W的LED球泡灯，就是说其灯板上有9W的LED。或者说它需要9W的供电。采用无电解电容方案以后它的效率为84%-93%，平均值为88.5%。也就是它在供给8.85W的功率给LED灯板时，本身要消耗11.5%的功率，也就是消耗了1.15W的功率。那么如果这个电源也安装到灯板上去，势必要增加灯板的热量，但是灯板增加了不止11.5%的热量！为什么？

　　因为8.85W的LED并不是这8.85W全部变成了热，而是有一部分变成了光发出去。当前的LED的发光效率在30%左右。假定发光效率为30%，那么有70%的能量都变成了热量，也就是有6.195W的热量需要散发出去。现在又增加了1.15W，变成7.345W。也就是增加了18.56%的热量，而不是10%的热量。虽然本来的散热器也需要把这部分热量散发出去，但是现在把这部分热加到了LED灯板。因为电源是放在灯板的电路面，而电路面要传到散热器需要通过两个绝缘介质，一个是印制板的绝缘介质，另一个是铝基板和散热器之间的绝缘介质，所以电路面的温度和散热器的温度是不同的，而LED是放在铝基板的电路面的。也就是说由于电源放到了电路面就会使铝基板的电路面热量增加了18.56%，这会导致LED的结温也升高18.56%。而结温增加对寿命的影响到底有多大呢？这可以参看CREE公司给出的结温和寿命的曲线（图7）。

图7 结温和寿命的关系曲线　　这个曲线是以光衰至70%作为寿命的标志，假如原来的LED结温是85度，其70%光衰的寿命是3.1万小时。现在结温升高了18.56%，也就是升高到100度左右，它的寿命就从3.1万小时降低到1.5万小时，也就是降低了16,000小时。所以这种温升对寿命的影响是相当严重的。如果本来声称寿命可以高达3万小时，现在实际的寿命只有1.5万小时。也就是说，这种无电解电容方案的光引擎会严重降低LED的寿命。

四、闪烁效应

　　100Hz的闪烁效应可以在采用数码相机照相时很明显地看出来。下面的两幅照片（图8）左边一幅是采用无电解电容LED灯具照的。右边一幅则是采用有电解电容LED灯具照的。

图8 用数码相机拍摄时无电解电容灯具出现黑色竖条纹

五、首尔光引擎的实测结果

　　首尔半导体公司生产了一种光引擎Acrich2，从它的电路图可以看出，它也是采用无电解电容方案的线性电源，其外形图如图9所示，电路图如图10所示。

图9 首尔半导体的Acrich2光引擎 图10.Acrich2的电路图

　　我们实测了它的参数：在220V时，其输入功率为4.489W，总光通量为297.7lm，发光效率只有66.3lm/W，显色指数为83.1，功率因数为0.975。可见其光效十分低下。而且随着输入电压的增高，其效率还会进一步降低（见图11a和图11b）。

图11a输入功率和输入电压的关系 图11b 输出流明和输入电压的关系

　　从图11a中可以看出，当输入电压从220V增加到255V时，输入功率增加1.2倍，而输出流明只增加1.1倍。也就是光效会降低1.1倍。根据Acrich2的数据表，它的电源芯片的功率耗散为1W，而输入功率为4.5W，所以它的电源效率只有78%。而且这个1W的功率加到LED铝基板上，肯定会增加铝基板的热量，提高LED结温，从而降低LED的寿命！虽然它的功率因数较高，但是由于它的功率小于5W，无论是美国的能源之星或是中国的国家标准都不要求功率因数。

　　六、结论