松下直管型LED燈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)解析

　　直管型LED燈的目標(biāo)是取代辦公室等使用的直管型熒光燈。松下于2010年12月24日開始供貨首款支持日本燈泡工業(yè)會(huì)規(guī)格“JEL801：2010”的直管型LED燈系統(tǒng)。該LED燈系統(tǒng)支持剛剛標(biāo)準(zhǔn)化的L型燈口，與此前使用G13熒光燈燈口的原有直管型LED燈劃清了界限（圖1）。產(chǎn)品一推出就大受歡迎，據(jù)稱“訂單多得超出預(yù)期”（該公司）。2011年1月，東芝照明技術(shù)也預(yù)定推出支持該規(guī)格的產(chǎn)品。

　　據(jù)松下電工介紹，符合JEL801：2010規(guī)格的燈系統(tǒng)，當(dāng)前的目標(biāo)是滿足陸續(xù)進(jìn)入更新?lián)Q代期的熒光燈系統(tǒng)的“LED化”需求。此次的直管型LED燈系統(tǒng)比熒光燈系統(tǒng)可降低約42％的功耗。但要滿足更新?lián)Q代的需求，估計(jì)不只是要低功耗，還需要實(shí)現(xiàn)從燈下到墻面的照明都不遜色的性能。松下在產(chǎn)品供貨之際，公開了實(shí)現(xiàn)良好照明性能的開發(fā)要點(diǎn)等。

　　分散配置LED芯片

　　原來(lái)的直管型LED燈一直存在多個(gè)LED發(fā)光點(diǎn)呈粒狀、光線刺眼、色斑和色差較明顯、射向側(cè)面方向（墻面等）的光線較弱而無(wú)法照亮整個(gè)房間等課題。這也是把熒光燈替換為L(zhǎng)ED燈時(shí)令用戶感到不適的原因。

　　為了一并解決這些課題，此次采用了長(zhǎng)條狀LED單元。在陶瓷基板上，面朝上等距離安裝藍(lán)色LED芯片，并以混合有熒光體的硅樹脂包覆（圖2）。以藍(lán)色LED芯片表面和側(cè)面方向發(fā)出的光線使熒光體發(fā)光，從而使整個(gè)LED單元發(fā)光。并用裝入玻璃管間的擴(kuò)散膜消除了發(fā)光點(diǎn)的顆粒感。該擴(kuò)散膜帶來(lái)的光損失僅為2％。

　　此前因是多個(gè)LED芯片的封裝并列，因此封裝間有不發(fā)光之處。另外，利用具備光擴(kuò)散功能的樹脂管包覆還導(dǎo)致了10％的光損失。

　　藍(lán)色LED芯片的個(gè)數(shù)雖未公開，但安裝了多個(gè)通用形狀的小型芯片注1）。將發(fā)光的LED芯片細(xì)致地分散，可使得眩光不太耀眼。據(jù)負(fù)責(zé)LED單元開發(fā)的松下照明公司介紹，像這樣安裝多個(gè)小型芯片并封裝的LED模塊已經(jīng)應(yīng)用于LED燈泡開發(fā)之中。

　　注1：通用的小型藍(lán)色LED芯片單邊尺寸多為200μm～300μm。

圖1：支持L型燈口的照明燈系統(tǒng)(點(diǎn)擊圖片查看原圖)

　　松下電工已開始上市的直管型LED燈系統(tǒng)符合日本燈泡工業(yè)會(huì)的規(guī)格“JEL801：2010”。該燈由直管型LED燈、燈口、電源模塊和外殼等構(gòu)成（a）。還做了防墜落等的改進(jìn)（b）。

圖2：把LED安裝在陶瓷基板上(點(diǎn)擊圖片查看原圖)

　　直管型LED燈內(nèi)部配置有多個(gè)長(zhǎng)度為140mm的長(zhǎng)條狀LED單元（a）。LED單元是在陶瓷基板上安裝多個(gè)藍(lán)色LED芯片，其周圍用混合有綠色和紅色熒光體材料的硅樹脂（圖中的熒光體層）加以封裝。據(jù)稱，與原來(lái)的安裝方法相比，可減輕眩光，且光的粒感較少。另外，LED單元的長(zhǎng)度為推測(cè)值。（圖片：（b）以松下電工的資料為基礎(chǔ)制成）

　　“自然感”來(lái)自形狀和熒光體

　　混有熒光體的硅樹脂為向長(zhǎng)邊方向延伸的半圓柱體形。意在減輕色斑和色差。藍(lán)色LED芯片的光線穿過熒光體的距離對(duì)LED芯片所在的位置依賴性變?。▓D3）。加之，LED單元不僅表面，而且側(cè)面也會(huì)射出光線，因此安裝之后燈光也較容易照射到墻壁方向。

圖3：用半圓柱體形樹脂包覆以消除色斑(點(diǎn)擊圖片查看原圖)

　　硅樹脂以類似于半圓柱體的形狀包覆住藍(lán)色LED芯片。藍(lán)色LED芯片發(fā)出的光射到外部時(shí)通過該樹脂的光路長(zhǎng)度幾乎相同，從而能夠抑制色斑的產(chǎn)生。（圖片基于松下電工的資料制成）

　　熒光體使用了綠色熒光體和紅色熒光體。平均演色性指數(shù)（Ra）為84，滿足Ra需達(dá)到80以上的JEL801：2010規(guī)格。Ra評(píng)價(jià)中不包含的紅色（R9）的演色性確保了30。其演色性達(dá)到了與目前主流的熒光燈同等的水平。

　　沿用熒光燈標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研發(fā)的思路，還體現(xiàn)在系統(tǒng)的電源電路和部件選擇等方面。比如，電源電路（AC-DC轉(zhuǎn)換器），雖然向LED燈恒定供應(yīng)350mA的直流電流，但實(shí)際上電流中還存在一些高頻成分。松下電工為使該高頻成分產(chǎn)生的光的閃爍達(dá)到與現(xiàn)在主流的Hf熒光燈同等的水準(zhǔn)，而對(duì)電源電路作了改進(jìn)。開關(guān)頻率選定為50kHz～60kHz。

　　在部件選擇方面，系統(tǒng)的外殼部分和收納電源模塊的部分等可與使用熒光燈的系統(tǒng)通用。這是為了以部件通用化來(lái)抑制部材成本。