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亚洲企业LED灯泡设计思路差异分析

作者: 时间:2011-08-27 来源:网络 收藏
率来提高亮度,减少所需的芯片数量。不过,这样做芯片的发热量会增加,因此需要相应的散热机构。

  相反,东芝照明技术的7.2W产品则通过采用多个小型芯片,降低每枚芯片的输入功率,由此提高发光效率。该公司采用在基板上直接封装96枚芯片的COB(Chip On Board)技术。虽然有观点认为,由于使用的芯片数量较多,因此LED本身的成本会升高,但“此举能改善发光效率,不但可简化散热机构,还不容易出现发光不均现象”(该公司)。

  另外,在此次拆解中,根据LED的外观可以推断出以下4款产品的LED供应商。勤上光电的7.5W产品和皇家飞利浦电子的6W产品估计配备的是美国飞利浦流明(Philips Lumileds Lighting)的LED“LUXEON Rebel”。韩国锦湖电机的6W产品估计是日亚化学工业的LED,真明丽控股的7W产品采用的是美国科锐Cree)的LED。

  上述所有LED芯片都不算便宜,协助拆解的技术人员表示,“如果使用台湾厂商的LED,仅需一半的价格”。关于这一点,真明丽控股表示,“由于涉及专利问题,所以采用了科锐的LED”。各厂商好像并不能随便使用便宜的LED。

  在散热机构的设计方面,日本厂商与海外厂商也存在明显的不同(图6,图7)。东芝照明技术采用发光效率较高的COB型LED的7.2W产品,将LED的热量直接散发到圆形铝板上,然后再传至底座。圆形铝板和底座并未紧密贴合,“算不上是高散热性构造”(协助拆解的技术人员)。

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图6:调查A组的散热机构

注释:估计东芝照明技术的7.2W产品通过采用发光效率高的LED元件,简化了散热机构。而三星LED的7.1W产品和勤上光电的7.5W产品采用配备了大量散热片的散热机构。部件的作用是本站推测的。照片中的土黄色部分是在拆解时为了识别个体粘上的胶带。

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图7:B组的散热机构

注释:均采用了大量配备散热片的散热机构,很多产品在LED封装基板与底座之间加入了散热油脂和散热片。不过,在Star Comgistic Capital公司的4W产品上没有看见散热油脂。

  而海外厂商的大多采用LED封装基板与底座(散热片)紧密贴合的构造。另外,还有很多产品通过机械加工方式对连接LED封装基板的底座表面进行了平坦化处理,并通过涂布散热膏提高了密着性。“因为LED芯片的热损失较大,所以相应地在散热机构上花费了心血”(协助拆解的技术人员)。

  虽然看起来海外厂商在散热机构上花费了成本,但协助拆解的技术人员指出,“的散热部材价格并不高”。比如,带散热片的铝压铸底座“每个只有50~60日元”(厂商的技术人员)。LED封装的价格为“每瓦(W)100日元”(该技术人员),这样看来,削减芯片数量,改进散热机构的做法更能降低整体的成本。

  反过来说,即使简化散热机构也有可能无法削减成本。例如,东芝照明技术的7.2W产品“虽然简化了散热机构,但导致底座内的温度升高,因此反而需要将电源模块的部件更换为高耐热产品。结果,整体成本与带散热片的原产品一样”(东芝照明技术)。

电源模块实现小型化

  底座内部嵌入的电源模块也因厂商而异。“电源模块大都由LED灯泡厂商自主设计,因此很容易出现差异”(LED灯泡厂商的技术人员)。电源模块在LED灯泡整体中所占的成本比率“仅次于LED芯片”(该技术人员),是能够展示各厂商本领的部件。

  在此次拆解的LED灯泡中,电源模块最小最轻的是东芝照明技术的7.2W产品(图8)。“通过缩小电源模块的尺寸,扩大了底座内的空间,使热设计变得更加容易”(协助拆解的技术人员)。“电源模块的小型轻量化利用了在灯泡型荧光灯中积累的技术诀窍。即使采用相同的部件,其他公司可能也无法模仿”(东芝照明技术)。

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图8:缩小电源模块尺寸
东芝照明技术的7.2W产品采用了小型軽量的电源模块。


  另外,协助拆解的技术人员还指出,“东芝照明技术的电源为非绝缘型,没有使用体积较大的变压器,因此容易推进小型轻量化”。在欧洲市场等,为防止触电,安全规格中要求LED灯泡使用绝缘型电源。但在日本市场上没有这样的规定,因此“采用有利于实现小型轻量化的非绝缘型电源的厂商不断增多”(LED灯泡厂商)。

  今后,对日本厂商而言,电源模块的小型化将越来越重要。在2011年3月举行的照明技术相关展会“Lighting Fair 2011”上,各厂商大量展出了与白炽灯泡拥有相同程度的大配光角度LED灯泡。这些产品为了扩大配光角度,大多都增加了灯罩的面积,而缩小了底座部分(图9)。因而需要电源模块进一步实现小型化,“这就要求进一步改进热设计”(LED灯泡厂商的技术人员)。

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图9:大配光角度的LED灯泡缩小了散热部


  扩大了配光角度的LED灯泡,都趋向于缩小电源部和散热部。例如,东芝照明技术定于2011年4月上市的产品通过采用铝压铸底座提高了散热性。

  其实,东芝照明技术定于2011年4月上市的大配光角度LED灯泡没有配备散热片,但通过采用铝压铸底座提高了散热性。“海外厂商已经能够轻松制造出普通的LED灯泡。为了在设计和配光角度上拉开距离,需要改善电源模块和散热机构”(东芝照明)。

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关键词:LEDLED照明LED灯泡

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