LED室內(nèi)照明燈具發(fā)展歷程及趨勢(shì)

LED照明初期是由點(diǎn)綴裝飾性光源為主，雖然功率小，價(jià)格高，但其可靠性高，控制性強(qiáng)，體積小，所以最先興起的市場(chǎng)是小夜燈、線條燈等。隨著LED照明燈具的逐步發(fā)展，在亮化工程輔助照明等公共場(chǎng)合，LED照明燈具漸漸替代了一些傳統(tǒng)光源產(chǎn)品。2009年，LED燈具開始在發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)入主照明普及，在電費(fèi)較高，使用時(shí)間較長(zhǎng)的商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)所，LED燈具迅速成為市場(chǎng)的新寵。市場(chǎng)對(duì)LED燈具產(chǎn)品有了一定的認(rèn)可和接受。LED燈具的環(huán)保，體積小，高可靠性等其他特性逐漸凸顯出來(lái)。

總體來(lái)看，隨著LED產(chǎn)品質(zhì)量及性價(jià)比的提升，LED照明燈具正朝著替代目前所有其他人造光源的方向邁進(jìn)。

目前LED室內(nèi)照明燈具設(shè)計(jì)技術(shù)難點(diǎn)

a) 散熱技術(shù)問(wèn)題

與傳統(tǒng)光源一樣， LED光源在工作期間也會(huì)產(chǎn)生熱量，其多少取決于整體的發(fā)光效率。在外加電能量作用下，電子和空穴的輻射復(fù)合發(fā)生電致發(fā)光，在PN結(jié)附近輻射出來(lái)的光還需經(jīng)過(guò)芯片本身的半導(dǎo)體介質(zhì)和封裝介質(zhì)才能抵達(dá)外界(空氣)。綜合電流注入效率、輻射發(fā)光量子效率、芯片外部光取出效率等，最終大概只有30-40%的輸入電能轉(zhuǎn)化為光能，其余60-70%的能量主要以非輻射復(fù)合發(fā)生的點(diǎn)陣振動(dòng)的形式轉(zhuǎn)化熱能。

一般來(lái)說(shuō)，LED燈具工作是否穩(wěn)定，品質(zhì)好壞，與燈體本身散熱至關(guān)重要， LED燈具結(jié)構(gòu)一般由LED光源連接散熱結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)器、透鏡組成，因此散熱也是一個(gè)重要的部分，如果LED不能很好散熱、它的壽命也會(huì)受影響。市場(chǎng)上的高亮度LED燈的散熱，常常采用自然散熱，效果并不理想。

b) 電源驅(qū)動(dòng)技術(shù)問(wèn)題

由于LED是特性敏感的半導(dǎo)體器件，又具有負(fù)溫度特性，因而在應(yīng)用過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護(hù)，從而產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng)的概念。LED器件對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求近乎于苛刻，LED不像普通的白熾燈泡，可以直接連接 220V的交流市電。LED是2~3伏的低電壓驅(qū)動(dòng)，必須要設(shè)計(jì)復(fù)雜的變換電路，不同用途的LED燈，要配備不同的電源適配器。目前常用驅(qū)動(dòng)電源存在元器件多，使用環(huán)境突發(fā)因素多，失效幾率高、輸出特性不穩(wěn)定，對(duì)LED的保護(hù)措施不夠等現(xiàn)象，且與LED壽命不匹配(電源壽命<20Kh，LED壽命>30Kh)，同時(shí)好的驅(qū)動(dòng)電源成本太高，占燈具成本的20-40%以上。

c) 二次配光技術(shù)問(wèn)題

通常為了使LED芯片發(fā)出的光能夠更好地輸出，得到最大程度地利用，并且在照明區(qū)域內(nèi)滿足設(shè)計(jì)要求，需要對(duì)LED光源進(jìn)行二次光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，二次光學(xué)設(shè)計(jì)主要考慮如何把LED光源發(fā)出的光線集中到期望的照明區(qū)域上，從而讓整個(gè)系統(tǒng)發(fā)出的光能滿足設(shè)計(jì)需要，目前二次光學(xué)所使用的基本光學(xué)元件主要有透鏡和反光杯兩種，如何提高燈具出光面的亮度均勻性，減少不舒適的眩光以及如何實(shí)現(xiàn)更好的配光曲線，提高光在工作面的利用效率是目前二次配光技術(shù)主要要面對(duì)的問(wèn)題

d) 燈具標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題

目前由于我國(guó)缺少針對(duì)LED照明產(chǎn)品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，加上各家企業(yè)自身現(xiàn)有的裝備設(shè)施、各自的工作基礎(chǔ)和技術(shù)水平發(fā)展不均衡，造成了市場(chǎng)上出現(xiàn)的LED照明應(yīng)用產(chǎn)品種類繁多、性能各異、互換性差，給整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，同時(shí)也在一定程度上制約了LED照明產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

COB封裝技術(shù)如何解決這些技術(shù)難點(diǎn)

a) 縮短熱通道，減少降低熱阻

傳統(tǒng)封裝應(yīng)用的系統(tǒng)熱阻為：芯片-固晶膠-焊點(diǎn)-錫膏-銅箔-絕緣層-鋁材。COB封裝的系統(tǒng)熱阻為：芯片-固晶膠-鋁材。COB封裝的系統(tǒng)熱阻要遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)SMD封裝的系統(tǒng)熱阻，大幅度提高了LED的壽命。

b) 提升出光均勻度

傳統(tǒng)封裝通過(guò)將多個(gè)分立的器件貼在PCB板上形成LED應(yīng)用的光源組件，此種做法存在點(diǎn)光，眩光以及重影的問(wèn)題。而COB封裝由于是集成式封裝，是面光源，視角大且易調(diào)整，減少眩光及出光折射的損失，出光均勻一致。

c) 增強(qiáng)色溫一致性

一體式封裝，可以避免傳統(tǒng)光源多個(gè)封裝器件之間存在色差問(wèn)題，色度空間分布比較均勻。

d) 光引擎設(shè)計(jì)，多功能集成

COB光源更容易實(shí)現(xiàn)電源與驅(qū)動(dòng)一體集成，形成光引擎，將LED光源與LED驅(qū)動(dòng)電路置放于同一片基板將可降低LED照明模組的生產(chǎn)成本，結(jié)構(gòu)更為緊湊，給燈具設(shè)計(jì)留有更大空間，也避免下游燈具制造端需同時(shí)整合光源和電源供應(yīng)鏈的風(fēng)險(xiǎn)，可以降低外置電源的設(shè)置難度。

e) 模塊化及其標(biāo)準(zhǔn)化

COB光源的模塊化可很好的推動(dòng)光源和燈具標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，光源模塊化可以使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)相互的可替換性，解決資源重復(fù)投資的問(wèn)題。更容易實(shí)現(xiàn)從功率集成到光、機(jī)、電、熱功能集成。

集成光源標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展方向是從光源模組到光引擎，最終的光源形式一定以便于拆卸和替換的模組形式來(lái)體現(xiàn)的。光源模組與電子器件組合，形成光引擎模塊;而功能模塊化之后，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)連接接口相互連，并逐漸標(biāo)準(zhǔn)化，這是一個(gè)必然的趨勢(shì)。加之LED封裝產(chǎn)品上千種規(guī)格，種類繁雜，性能各異，互換性兼容性較差，只有集成光源形態(tài)最符合標(biāo)準(zhǔn)化趨勢(shì)的發(fā)展。

LED器件的集成化、標(biāo)準(zhǔn)化其好處，綜合分析來(lái)主要表現(xiàn)在除了降低了器件綜合成本外，并易于進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)，易于形成流線型的設(shè)計(jì)。更重要的是形式統(tǒng)一、接口標(biāo)準(zhǔn)、兼容互換、便于保障器件性能的一致性。

COB 封裝在LED燈具優(yōu)勢(shì)

綜述，COB封裝形式針對(duì)下游燈具領(lǐng)域有如下優(yōu)勢(shì)：

1、縮短熱通道，減少降低熱阻;

2、整面出光，提升出光均勻度;

3、一體封裝，增強(qiáng)色溫一致性;

4、光源可集成部分驅(qū)動(dòng)，降低外置電源設(shè)計(jì)難度;

5、結(jié)構(gòu)緊湊，便于燈具外觀設(shè)計(jì);

6、系統(tǒng)可靠性表現(xiàn)更穩(wěn)定;

7、更易實(shí)現(xiàn)燈具模塊化，便于標(biāo)準(zhǔn)化推廣。