藍光LED光引擎知多少

　　LED照明燈具的蓬勃發(fā)展，千軍萬馬競相加入，在全世界幾乎每天都有新公司誕生，特別是室內(nèi)照明的海量市場，迫使傳統(tǒng)的照明企業(yè)試水加盟。LED照明燈具是一個電子產(chǎn)品，它不僅需要如傳統(tǒng)燈具那樣的結構、外殼，還必須給予各種串、并聯(lián)矩陣的LED 光源燈板、AC/DC 的恒流驅動電源、鋁或陶瓷等的散熱器，LED 照明燈具生產(chǎn)廠家需要聘請電子、光學、結構的設計工程師；而傳統(tǒng)的照明燈具只不過是一具電器產(chǎn)品，傳統(tǒng)燈具廠家主要設計、生產(chǎn)燈具的結構造型，發(fā)光源----燈泡是向專業(yè)廠買來插上就能用的通用件。

　　目前的LED 照明燈具設計五花八門、各行其道，給生產(chǎn)、使用和產(chǎn)業(yè)管理都帶來不便，特別是從傳統(tǒng)照明燈具廠轉型到LED 照明燈具廠，或剛進入LED照明行業(yè)的初始者，都會感覺不知所措，從何入手為好？剛剛進入LED 照明燈具的產(chǎn)業(yè)，為了降低風險和成本，往往只能從購買現(xiàn)成的LED 光源燈板、AC/DC的恒流驅動電源、鋁或陶瓷等的散熱器來拼裝。有很多傳統(tǒng)照明燈具廠的業(yè)主希望能如買燈泡那樣省力，買一個現(xiàn)成的“LED 光源+AC/DC恒流驅動電源”的模塊，放入其傳統(tǒng)燈具的殼體內(nèi)就可華麗轉身為一款新的LED 照明燈具?，F(xiàn)在夢想可以成真啦，LED 照明燈具專用的，LED光源和AC/DC 恒流驅動電源一體化的模塊--LED 光引擎已經(jīng)誕生，并可大批量生產(chǎn)。傳統(tǒng)照明燈具廠和新入門的LED照明燈具企業(yè)，可以很方便的將LED 光引擎用于新型LED 照明燈具的批量生產(chǎn)，從而加快了從新產(chǎn)品設計到量產(chǎn)的進程，大大縮短了新產(chǎn)品開發(fā)周期。LED照明市場呼喚LED 光引擎早日誕生，并盡快進入照明市場。

　　ZHAGA 聯(lián)盟

　　今天，LED 照明燈具設計者與用戶面臨的一個挑戰(zhàn)是，光源與驅動電路之間沒有標準化接口。歐洲的ZHAGA 聯(lián)盟發(fā)起了一場全行業(yè)的行動，為LED 光引擎開發(fā)標準進行規(guī)范。LED 光引擎是擁有規(guī)定接口的LED 模組，而這些接口與光引擎內(nèi)部使用的LED 技術類型無關。

　　事實上，在2010 年2 月初，Cooper Lighting 、 Osram 、松下、飛利浦、東芝等在內(nèi)的全球九家照明行業(yè)巨頭宣佈將發(fā)起成立一個合作組織---ZHAGA 聯(lián)盟，目前參與成員已有25 家公司。

　　廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品可有互換性。為了配合LED 技術持續(xù)且高速的發(fā)展，藉由定義各種專用光引擎介面接口資料，ZHAGA 標準將涵蓋物理尺寸，以及LED 光引擎的光學、電氣與熱性能等，進而最終實現(xiàn)ZHAGA 聯(lián)盟內(nèi)不同制造商之間產(chǎn)品的兼容性、互換性。

　　ZHAGA 標準的建立，將有助於防止不相容光引擎的市場分化，使消費者可以安心選擇和購買市場上具有可兼容性的LED 照明燈具產(chǎn)品，同時亦能持續(xù)享受LED 照明技術所提供產(chǎn)品效能的升級。此外，ZHAGA 標準的建立也會促進LED 照明應用領域技術的創(chuàng)新，并提升社會總體經(jīng)濟效益。ZHAGA 聯(lián)盟是一個開放的組織，會員可共享其IPR 智財權，開放照明產(chǎn)業(yè)內(nèi)各公司的加入。該組織成員包括LED 光引擎和LED 燈具的生產(chǎn)廠商，也包括零部件供應商(例如散熱片和光學零部件)。

　　ZHAGA 聯(lián)盟推動LED 光引擎介面接口標準如圖1 所示。

圖1 ZHAGA 聯(lián)盟推動LED 光引擎介面接口標準

　　目前所能見到的 LED 光引擎大多數(shù)是用白光LED 來做光源的，如Osram的PrevaLED 核心的光引擎，輸出流明達800 - 3,000lm、色溫3,000 K--4,000K 、CRI 顯色指數(shù)> 90 、視角寬度> 130°、系統(tǒng)效率可達75 lm/W(圖2)。它的應用與散熱器的安裝十分簡單方便，如圖3 所示。

圖2 PrevaLED 核心的光引擎

圖3 應用安裝十分簡單

　　富昌照明的simplELED 光引擎，由3 個大功率暖白色LUXEON Rebel LED組成，該LUXEON Rebel LED 按ANSI 分檔，相關色溫為3000K，每個LED產(chǎn)生的最小光通量為66 流明。該光引擎包括一個Carclo 三透鏡底座，具有20mm35°磨砂寬光束的單LED 透鏡，以及泰科Mini CT 連接器(圖4)。

圖4 simpleLED 光引擎

　　白光LED(WLED)用久變性問題

　　傳統(tǒng)的白光 LED 是直接在藍光LED 上涂覆黃磷熒光粉的，由于白光LED點亮后熱量很難散發(fā)，黃磷熒光粉在長期高溫熏烤下容易變性，導致用久之后顯色指數(shù)變差。在LED 燈具內(nèi)，如將黃磷熒光粉不直接涂覆在白光LED 上，而是做成一黃磷濾色鏡，在燈具內(nèi)與藍光LED 保持一定的距離，兩者疊加使用，同樣可求得LED 燈具的白光或暖白光效果。由于黃磷濾色鏡遠離LED 熱源，因此，不會因LED 光源的長期高溫燒烤而老化變性，CRI 基本不變；黃磷濾色鏡的配方可調(diào)，燈光的顏色、色溫可隨客戶的需要調(diào)制，可滿足客制化的要求，生產(chǎn)差異化的產(chǎn)品。

設計藍光LED 光引擎

　　藍光 LED 光引擎的架構設計是一種創(chuàng)新的理念，完全不同于前述的白光LED 光引擎。藍光LED 光引擎將藍光LED 光源板、AC/DC 恒流驅動電源板、黃磷濾色鏡集成在一體。其架構原理如圖5 所示，市電經(jīng)AC/DC 恒流驅動電源變換輸出恒流直流電點亮藍色LED 光源，藍光經(jīng)黃磷濾色鏡的過濾，使LED 光引擎發(fā)出白光或暖白光。工作原理如圖6 所示。

圖5 藍光LED 光引擎的架構

圖6 藍光LED 光引擎的工作原理

　　恒流驅動電源

　　恒流驅動電源是整個光引擎的動力源，因此要選用集成功能強大、應用電路簡潔，能滿足光引擎對驅動電源的能效、功率因素、EMC 等要求的單級驅動IC，采用初級段控制的PSR 電源電路既可滿足需要又可以節(jié)省空間和生產(chǎn)成本。

　　圖7 是在上海三品照明設計開發(fā)的藍光LED 光引擎的實物照片，在一標準的殼體內(nèi)，底部鋁基散熱板上緊密貼裝的是藍光LED 光源板，環(huán)形的PCB 板是恒流驅動電源，電源線可直接連接AC。這款藍光LED 光引擎還具有光引擎內(nèi)部溫度智能控制功能，內(nèi)置溫度傳感器，當光引擎內(nèi)部達到設定保護溫度(75-80 oC)時，溫度控制電路開始動作，將輸出電流按1/256 階的速度下降，直到燈具溫度降到設定保護溫度之下，輸出電流恢復正常。以達到保護LED 光源和驅動電源壽命的目的。恒流驅動電源采用全電壓設計，AC90-260V 寬電壓范圍輸入，功率因素(PFC)>0.9，效率>80-85%，色溫為2700-3000K，5000-6000K，CRI>80 以上。如有其它色溫和CRI 的要求，可以特別定制。并有調(diào)光和不調(diào)光2 種可供選擇。在底部的鋁基散熱板外側覆有荷蘭進口的工程導熱塑膠片，強化熱量的傳導。外部散熱器可通過鋁基散熱板底部3 個螺絲孔方便的鎖緊。圖8 是該藍光LED 光引擎系列產(chǎn)品。為確保品質目前的黃磷熒光濾色鏡全部美國