無電解電容LED光引擎的缺點和問題

　　下面舉一個例子來說明這個問題。

　　假定一個10W的LED球泡燈，就是說其燈板上有9W的LED。或者說它需要9W的供電。采用無電解電容方案以后它的效率為84%-93%，平均值為88.5%。也就是它在供給8.85W的功率給LED燈板時，本身要消耗11.5%的功率，也就是消耗了1.15W的功率。那么如果這個電源也安裝到燈板上去，勢必要增加燈板的熱量，但是燈板增加了不止11.5%的熱量！為什么？

　　因為8.85W的LED并不是這8.85W全部變成了熱，而是有一部分變成了光發(fā)出去。當(dāng)前的LED的發(fā)光效率在30%左右。假定發(fā)光效率為30%，那么有70%的能量都變成了熱量，也就是有6.195W的熱量需要散發(fā)出去。現(xiàn)在又增加了1.15W，變成7.345W。也就是增加了18.56%的熱量，而不是10%的熱量。雖然本來的散熱器也需要把這部分熱量散發(fā)出去，但是現(xiàn)在把這部分熱加到了LED燈板。因為電源是放在燈板的電路面，而電路面要傳到散熱器需要通過兩個絕緣介質(zhì)，一個是印制板的絕緣介質(zhì)，另一個是鋁基板和散熱器之間的絕緣介質(zhì)，所以電路面的溫度和散熱器的溫度是不同的，而LED是放在鋁基板的電路面的。也就是說由于電源放到了電路面就會使鋁基板的電路面熱量增加了18.56%，這會導(dǎo)致LED的結(jié)溫也升高18.56%。而結(jié)溫增加對壽命的影響到底有多大呢？這可以參看CREE公司給出的結(jié)溫和壽命的曲線（圖7）。

圖7 結(jié)溫和壽命的關(guān)系曲線　　這個曲線是以光衰至70%作為壽命的標(biāo)志，假如原來的LED結(jié)溫是85度，其70%光衰的壽命是3.1萬小時。現(xiàn)在結(jié)溫升高了18.56%，也就是升高到100度左右，它的壽命就從3.1萬小時降低到1.5萬小時，也就是降低了16,000小時。所以這種溫升對壽命的影響是相當(dāng)嚴(yán)重的。如果本來聲稱壽命可以高達(dá)3萬小時，現(xiàn)在實際的壽命只有1.5萬小時。也就是說，這種無電解電容方案的光引擎會嚴(yán)重降低LED的壽命。

　　四、閃爍效應(yīng)

　　100Hz的閃爍效應(yīng)可以在采用數(shù)碼相機照相時很明顯地看出來。下面的兩幅照片（圖8）左邊一幅是采用無電解電容LED燈具照的。右邊一幅則是采用有電解電容LED燈具照的。

圖8 用數(shù)碼相機拍攝時無電解電容燈具出現(xiàn)黑色豎條紋

　　五、首爾光引擎的實測結(jié)果

　　首爾半導(dǎo)體公司生產(chǎn)了一種光引擎Acrich2，從它的電路圖可以看出，它也是采用無電解電容方案的線性電源，其外形圖如圖9所示，電路圖如圖10所示。

圖9 首爾半導(dǎo)體的Acrich2光引擎 圖10.Acrich2的電路圖

　　我們實測了它的參數(shù)：在220V時，其輸入功率為4.489W，總光通量為297.7lm，發(fā)光效率只有66.3lm/W，顯色指數(shù)為83.1，功率因數(shù)為0.975?？梢娖涔庑值拖?。而且隨著輸入電壓的增高，其效率還會進一步降低（見圖11a和圖11b）。

圖11a輸入功率和輸入電壓的關(guān)系 圖11b 輸出流明和輸入電壓的關(guān)系

　　從圖11a中可以看出，當(dāng)輸入電壓從220V增加到255V時，輸入功率增加1.2倍，而輸出流明只增加1.1倍。也就是光效會降低1.1倍。根據(jù)Acrich2的數(shù)據(jù)表，它的電源芯片的功率耗散為1W，而輸入功率為4.5W，所以它的電源效率只有78%。而且這個1W的功率加到LED鋁基板上，肯定會增加鋁基板的熱量，提高LED結(jié)溫，從而降低LED的壽命！雖然它的功率因數(shù)較高，但是由于它的功率小于5W，無論是美國的能源之星或是中國的國家標(biāo)準(zhǔn)都不要求功率因數(shù)。

　　六、結(jié)論