做好LED照明的三個關鍵點

　　想做好一個LED照明產(chǎn)品最關鍵的幾個部分不能不知，就是散熱、驅動電源、光源，在此同時，散熱顯得尤為重要，散熱效果直接影響到照明產(chǎn)品的壽命質量，而驅動電源本身的壽命及輸出電流、電壓的穩(wěn)定性對產(chǎn)品的整體壽命質量也有很大影響，光源是整個產(chǎn)品的核心部分。下面對散熱、驅動電源、光源進行解析說明。

　　一，散熱

　　LED照明燈具散熱的問題解答

對目前常見的白熾燈泡或是熒光燈來說，即便產(chǎn)品本身運行可能產(chǎn)生熱能，但組件的高熱仍可以被有效隔離，使光源與電源接座不會因熱而產(chǎn)生意外的問題。但固態(tài)照明就不同，一來LED組件集中單點的運行高溫，必須采取更多積極手段進行散熱處理，同時搭配主動有效的熱處理機制，才能避免燈具發(fā)生問題。LED固態(tài)光源熱處理問題較傳統(tǒng)燈具復雜得多。

　　傳統(tǒng)光源或燈具多有運行過程產(chǎn)生高熱的問題，例如鹵素燈泡或白熾燈泡，若是白熾燈形式，即在特殊處理的燈球內(nèi)加熱鎢絲產(chǎn)生光亮。

　　實際上，高溫產(chǎn)生在燈絲上而非燈座，即便燈座會因燈球玻璃或是金屬受鎢絲發(fā)光的輻射熱、熱傳導間接產(chǎn)生高溫，但產(chǎn)生的溫度都在可接受的安全范圍，再加上非直接接觸傳導，安全性也相對較高。

　　但換成LED固態(tài)光源形式的燈具，其熱處理便可能成為新的應用安全問題。多數(shù)人會認為LED具高能源轉換效率、低驅動能源優(yōu)勢，自然使用安全性較高，但實際上LED固態(tài)光源為了達到日常照明的應用目的，必須透過加大單組組件的功率去強化單元件的輸出流明，例如燈具廠會采取多LED組件整合形式加強輸出效果，且多組件同時運行也能改善LED固態(tài)光源光型偏向點光源的問題，讓LED固態(tài)光源技術的燈具可產(chǎn)生如燈泡般的面光源效果。

　　如果要強化單元件的輸出流明，必須更高的電流，以使LED芯片的PN接面產(chǎn)生更多流明，但更高電流也會讓單點LED組件的溫度升高、更難處理，甚至為了提高燈具的光型表現(xiàn)、發(fā)光效率而采取多組件并用形式，也會使LED燈具的高溫問題加劇，讓散熱問題更難處理。

　　綜觀目前LED燈具市場的發(fā)展趨勢，多數(shù)LED光源的廠商大多會先以市場為主導，因為高單價、高利潤，也可以借由技術差異迅速打入發(fā)展技術較前衛(wèi)的LED光源市場，例如，針對室內(nèi)裝潢、情境燈具應用的嵌燈、壁燈、吸頂燈就成為LED光源燈具較常見的設計形式，其替換傳統(tǒng)燈具后的省電效益亦最受相關業(yè)者關注。

　　LED光源燈具必須重點處理的熱管理設計，在可能于密閉或半密死循使用的嵌燈、壁燈、吸頂燈產(chǎn)品，形成更嚴苛的挑戰(zhàn)，燈具開發(fā)商必須從材料、產(chǎn)品構型、主/被動散熱機制、驅動芯片設計等方面投入更多資源，以避免產(chǎn)品的問題肇生。特別是LED嵌入式燈具體積小，且常采多組件整合，模塊的散熱設計難度較高。嵌入式燈具外殼采鋁擠型或散熱片設計，可發(fā)揮自體散熱作用。但這還遠遠不夠。

　　LED熱管理：NTC持續(xù)運行溫度維持LED燈使用安全

　　若LED燈具沒有搭配足夠的熱管理設計，在使用過程中可能會導致燈具因為經(jīng)常性高熱運行造成壽命銳減，產(chǎn)生必須頻繁更換故障LED燈具的困擾，嚴重者甚至可能釀成意外，因運行高溫造成線或是周邊裝潢著火燃燒！

　　在產(chǎn)品開發(fā)階段，可運用智能型LED燈光控制技術，透過主動式的監(jiān)看LED燈具與整體光源模塊的溫度表現(xiàn)，簡化裝置的熱管理工作，同時當燈具與周遭溫度上升至區(qū)段時，燈具必須降低電功率、減少LED亮度輸出，以此提升LED固態(tài)光源燈具的使用安全性。

　　像LED吸頂燈外殼考慮較簡單的設計形式，若燈具本身所使用的驅動器功能較聚焦于電源轉換與LED組件驅動，并未內(nèi)嵌溫控微處理器與散熱處理模塊，為避免增加產(chǎn)品原料件的成本，LED燈具可整合NTC(NegativeTemperatureCoeffient)負溫度系數(shù)ThermistorSensors電，是成本效益相對較高的安全設計方案。

　　所謂NTC電，其設置目的是藉由透過電子回去監(jiān)看LED的模塊燈具溫度，透過默認溫度警示或是對應自動處理驅動狀況，采關閉LED固態(tài)光源模塊方式，來提升LED燈具的使用安全，同時NTC電也能降低設計的復雜度。

　　由于NTC電的溫度系數(shù)非常大，因此可以偵測得知微小的溫度變化表現(xiàn)，被廣泛應用于需量測、控制與補償溫度的相關電設計中，而NTC電在LED光源模塊設計中，基本上為量測LED固態(tài)光源燈具的產(chǎn)品周邊溫度變化，至于量測狀況會隨著NTC改變的電壓現(xiàn)況，直接測得電壓和NTC電的溫度對應關系。

　　當NTC和周邊電或整個模塊溫度提升時，NTC電的電阻隨即降低，產(chǎn)品可依此相依關系進行相關安全控制機制反饋，例如減少LED發(fā)光組件的驅動電流或是直接強制關閉燈具照明，在燈具溫度問題改善后自動回復照明狀態(tài)，藉此獲得燈具使用的安全性。

　　二，驅動電源

　　LED驅動電源也是一個配套產(chǎn)品，目前市場上的電源品質參差不齊，下面提供一些LED驅動電源的相關知識。

　　1、什么是LED驅動電源

　　LED驅動電源把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發(fā)光的電壓轉換器，通常情況下：LED驅動電源的輸入包括高壓工頻交流（即市電）、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流（如電子變壓器的輸出）等。而LED驅動電源的輸出則大多數(shù)為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。LED電源核心元件包括開關控制器、電感器、開關元器件（MOSfet）、反饋電阻、輸入濾波器件、輸出濾波器件等等。根據(jù)不同場合要求、還要有輸入過壓保護電路、輸入欠壓保護電路，LED開路保護、過流保護等電路。

　　2、LED驅動電源的特點

　?。?）高可靠性

　　特別像LED路燈的驅動電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費也大。

　?。?） 高效率

　　LED是節(jié)能產(chǎn)品，驅動電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內(nèi)的結散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。

　?。?）高功率因素

　　功率因素是電網(wǎng)對負載的要求。一般70瓦以下的用電器，沒有強制性指標。雖然功率不大的單個用電器功率因素低一點對電網(wǎng)的影響不大，但晚上使用照明量大，同類負載太集中，會對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅動電源，據(jù)說不久的將來，也許會對功率因素方面有一定的指標要求。

　?。?）驅動方式

　　現(xiàn)在通行的有兩種：其一是一個恒壓源供多個恒流源，每個恒流源單獨給每路LED供電。這種方式，組合靈活，一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電也就是“中科慧寶“改采用的驅動方式，LED串聯(lián)或并聯(lián)運行。它的優(yōu)點是成本低一點，但靈活性差，還要解決某個LED故障，不影響其他LED運行的問題。這兩種形式，在一段時間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。

　?。?）浪涌保護

　　LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強這方