LED面板灯的三大关键技术详解

LED面板灯的三大关键技术

光性能（配光）：LED面板灯的光学性能主要涉及到光度、光谱和色度等方面的性能要求。根据最新行业标准“半导体发光二极管测试方法”，主要有发光峰值波长、光谱辐射带宽、轴向发光强度角、光通量、辐射通量、发光效率、色品坐标、相关色温、色纯度和主波长、显色指数等参数。LED面板灯常用的白光 LED，色温、显色指数和照度就尤为重要，它是照明气氛和效果的重要指标，而色纯度和主波长一般没有要求。

LED行业内的主流做法是在封装LED芯片形成光源或光源模组以后，在做成灯具的时候再进行配光，这样采用的是原有传统光源的做法，因为传统光源是 360°发光。如果要把光导到应用端，目前飞利浦的传统灯具做到最好的一款，光损失也达到40%。而我们国内众多的LED下游厂家应用的灯具光学参数其实都是芯片或者光源的光学参数，而不是整体灯具的的光学指标参数。

如何更好的提高光的性能，全球最新技术是在芯片封装上就做配光，一次把芯片的光导出来，维持最大的光输出，这样光损率只有5%-10%。随着技术的不断改进，光损率将会越来越低，光源的光效会越来越高。同样配有这样的光源灯具无需再做配光，相对的灯具效率将会大大提高，使之更为广泛地使用到功能性照明之中，形成相当规模的市场渠道。因此一个好的LED供应商，是我们当务之急，我们没必要花高代价去研究我们的LED如何去配光为好，也不需要花很多时间和经历让工程师去用软件仿真，最简单的方法就是让LED白光供应商来配合。要知道，我们的工程师如用软件去仿真，那么必需的动作就是输入和输出。输入即前期的数据导入，输出则仿真的结果，那么要求前期的数据必须准确无误后端的仿真才能正确。

热性能（结构）：照明用的LED发光效率和功率的提供是LED产业的关键之一，在此同时，LED的PN结温度及壳体散热问题显得尤为重要。PN结温与灯体温度差异越大，那么热阻越大，随之光能被转换成热能白白消耗掉，严重时LED损坏。一个好的结构工程师，不仅要考虑灯具的结构与LED的热阻，还要考虑灯具的外形是否合理、时尚、新颖，当然还有可靠性和可维护性以及实用性，既要站在设计者的角度去思考，又要站在用户的角度去考量产品。

当今常见的技术就是利用铝基板来封装，铝基板封装的芯片散热和光转换效率都存在技术核心瓶颈，不能有效地控制结温和稳定地维持高功率的光输出，并且应用会因为芯片光效越高，所需的铝基板面积就越大，会加大成本和应用体积，极为不便。所以如何走出此误区另辟新路是新的技术核心特点。在保持低成本和被动散热方式的前提下，利用高导热介质，通过崭新的器件/灯具整体结构，降低热阻，降低PN结结温，使PN结工作在允许工作温度内，保持最大量光子输出，其起码的要求如下：

（1）超低热阻材料，快速散热整体结构技术；

（2）高导热、抗UV封装技术；

（3）应用低环境应力结构技术；

（4）整体热阻《20K/W，结温《80度；

（5）LED光源照明模组工作温度控制在65℃以下。

电性能（电子）：如果把一个照明灯具比喻成一个少女，那么配光是她的内涵、结构则是她的容貌、电子就是她的心脏。（吸引人们眼球的总是那些外表美丽、时尚的美女们，产品亦是如此）。人没有心脏则没有生命，灯具没有电子则不成电源，一个好的驱动电源也能决定一个产品的寿命。电子方面的标准和参数往往要比结构复杂得多，前期的研发精力投入也比较大。目前的技术走向和更新是日新月异，一天一个样，工程师们得花很大的精力去学习、吸收、分解、应用新技术。电子设计的前期计划，中期实施，后期的成型整个过程需形成文件、形成数据这也是设计中最繁琐的事情。比如：一个电源设计时的一个前期方案，产品简介、标准规范依据、安全规格依据、电性能期望值、工艺要求、原材料评估、测试方法等等都要形成系统文件。

在LED驱动电源领域，如今作为行业领头羊的茂硕电源公司的发展之路，充满着传奇色彩。

1.面板灯铝框：

是LED散热的主要通道，外观简单大方，可以使用ZY0907，采用模具冲压开模费用低，加工费用也低；压铸的铝框架IP等级可以高一点，表面质感好，整体美观，但是前期投入模具费用较高。

2.LED光源：

通常LED灯珠使用3528，也有人使用3014和5050。3014和5050成本低，光效略差些，关键是其导光网点设计困难。3528光效高网点通用性好。

3.LED导光板：

将侧面LED光通过网点折射使光线从正面均匀导出，导光板是LED面板灯质量控制的关键点。网点设计不好，看到的整体光效就很差，一般会出现中间亮两边暗，或者出现进光处有亮光带，或者可见局部暗区，再或出现不同角度亮度不一致。要提高导光板的光效主要靠网点的设计，其次是板材的质量，但是没必要迷信一线名牌的板材，合格板材之间的透光率通常相差无几。一般的小LED灯工厂都是直接买公用的导光板使用，就不需要重新打样设计，较多厂家使用的公版通常质量合格。

4.LED扩散板：

将导光板的光均匀的导出，还能起到模糊网点作用。扩散板一般使用亚克力2.0的板材或PC 料，差点的就是PS材料，亚克力的成本较低且透光率比PC高稍高，亚克力脆抗老化性能弱，PC的价格稍为昂贵，但抗老化性能强。扩散板在装上以后不能看到网点，且透光率要在90%左右。亚克力透光率在92%，PC为88%，PS大概也就80%，大家可以根据需求进行扩散板材料的选择，目前多数厂商都是采用亚克力的材料。

5.反光纸：

将导光板背面余光反射出去以提高光效，一般为RW250。

6.后盖板：

主要作用就是密封LED面板灯，一般用1060铝，还可起到一点的散热作用。

7.驱动电源：

目前有2种LED驱动电源，一是使用恒流电源，此模式效率高，PF值高达0.95，性价比高；二是使用恒压带恒流电源，性能稳定，但是效率低，成本高，一般使用这种电源主要是出口，对方要求有认证的要求，须使用有安规的电源。其实家庭使用恒流电源是很安全的，因为用户都难以接触到电源，而灯体本身使用的是安全的低压电。

8.安装挂件：

悬吊钢丝、安装支架等用于安装固定的配件。

从质量控制的角度来说，为提高光效把追加的钱花在LED光源与LED导光板是最有效的，从市场销售的角度来说，把追加的钱花在铝框盖板挂件等方面可以提升产品档次。

LED驱动电源作用强大

LED电源作为LED灯的核心部件，犹如LED的心脏，LED驱动电源的好坏直接决定了LED灯具的好坏。

首先，在结构设计上，室外LED驱动电源必须有严格的防水功能，否则，无法承受外界恶劣的使用环境。

其次，LED驱动电源的防雷功能也至关重要。外界工作时难免遇到雷雨天气，如果驱动电源无防雷功能，将直接影响LED灯具寿命，增加灯具维护成本。

最后，在原材料的选用上，其可靠性必须满足其寿命需求，功能特性需足够的好。

目前LED芯片理论寿命大约是10万小时，而业界元器件寿件如要与之匹配，关键元器件的选择必须经过完善的DMT、DVT的验证管理，以保证长寿命及产品可靠性要求，否则电源寿命不够，灯具寿命也就无法实现。

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