標準LED VS 高能LED
不過盡管這些優(yōu)點得到業(yè)界出版物的褒獎、反映出頂尖LED廠商在高能LED方面的努力,高能并不一定是所有照明應用下的首選。事實上,標準LED技術能夠在很多情景下提供與之相當的亮度表現,并顯著改善成本、設計和性能表現。
為了說明標準LED陣列能比單個高能LED提供更好的設計流程、節(jié)省成本和空間,我們來考慮一個需要90流明亮度的理論環(huán)境。該亮度可以通過一個1W高能LED實現,也可以通過六個標準LED組成的陣列實現(圖 1)。
標準LED陣列的設計流程遠比高能LED簡單,因為它對熱管理的要求低很多。在我們的例子中,1W LED需要350mA電流,而六個LED組成的陣列只要120mA.
高能技術需要散熱片和MCPCB板來確保溫度不會對功效、LED壽命或色溫造成影響。標準LED不需要散熱片、MCPCB、電容或電阻,因此設計、測試與生產都比較簡單。這一簡化流程不僅節(jié)省了時間和開支,也加快了產品上市速度。
節(jié)省成本
高能LED的熱管理需求可能顯著增加開支。其中最貴的是散熱片,它的材料可能是相對便宜的鋁,也可能是傳導更好但也更貴的銅或銀。這些昂貴的材料可能會為高能產品帶來1-10美元的額外成本,而標準LED設備可以省去此成本。
類似的還有高能LED需要MCPCB作為被動冷卻技術控制溫度。這些電路板比標準LED所用的FR4 PCB散熱效果更好,但也更貴,因為MCPCB需要導熱更好的材料。MCPCB的成本也因此可能比FR4 PCB高五倍。采用FR4 PCB、省去昂貴散熱片并簡化設計有望縮減60%的成本。
節(jié)省空間
最后,如果設備內部空間有限,標準LED常常是最好的選擇。就像上文所提到的,高能LED需要散熱片、體積更大的冷卻技術。它們的主要任務是提供更大的表面積以利對流和輻射散熱。更大的表面積可以提高散熱效率,但也讓高能LED變得更笨重,這可能對空間有限的產品造成設計障礙。
標準LED矩陣一般也不需要更占體積的驅動器、電容和電阻,相比高能LED能夠節(jié)省最多50%的空間。對于空間有限的應用來說,一組標準LED有望在相同的亮度下比高能LED節(jié)省很多空間。
應用需求
那么如何判斷是一個高能LED還是多個標準LED的組合更適合特定應用呢?對于有些設計來說,結果是很明顯的。
小體積、電池驅動或便攜式設備,例如消費類電子產品、重點照明或者標準指示燈長期以來都在使用標準LED,未來很可能也會繼續(xù)用下去。而通用室外照明、大面積室內照明(追蹤照明、替代燈泡)和車前燈則會繼續(xù)使用高能LED技術。
但其它應用則處于灰色地帶,需要悉心考量,比如箱內、內外部標牌等小空間照明以及醫(yī)用設備和工控狀態(tài)指示燈(圖 2)。
劃分應用
LED廠商可以幫助客戶走出灰色地帶,選擇真正適合自己的技術。比如有一家家電廠商正在設計冰箱內照明系統。最初設計需要三個1W的高能LED才能滿足亮度需求。
Lumex提供了由18個標準的高亮度、特制透鏡5mm LED構成的陣列。由3個高能LED換成18個標準LED以后,該家電廠商節(jié)省了50%的成本,并且不需要在冰箱內額外增添散熱設備。
高能技術有時也是首選。有一家校準監(jiān)測系統供應商找Lumex分析自己目前的3x3英寸板。該板采用36個1/4W標準表面安裝LED.Lumex重新定制了一套由9個1W高能LED組成的方案,沒有改變功耗需求。盡管增加了MCPCB,該方案還是節(jié)省了25%的成本和15%的空間。
正確的選擇
為產品選擇最佳LED解決方案的最好辦法就是聯系你的供應商,對方應該有大量標準LED和高能LED可供選擇。該供應商應該花時間了解你的特定技術需求和應用需求,而不是隨便給一個通用方案。
好的供應商應該查明應用所需的最低/最高輸出、現有電力、整個系統的理想成本范圍、內部空間限制、所需照明空間尺寸、產品使用環(huán)境和通常運行溫度,并根據這些幫你決定究竟是標準LED還是高能LED更適合現在的應用以及這些選擇會對產品設計的成敗造成哪些影響。
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