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LED照明业界群雄并起,逐鹿全球商场(中)

来源:http://www.easy-learn.net 责任编辑:ag88环亚 2018-01-27 15:28

  LED照明业界群雄并起,逐鹿全球商场(中)

  一般,电源损耗、热效应及其它要素会使照明灯具的全体发光功率下降到LED封装自身的发光功率的30%~50%,即50lm/W~70lm/W。不过,最近许多厂商都推出了全体发光功率高于80lm/W的产品。尽管还比不上发光功率挨近100lm/W的高频荧光灯管,但LED发光功率的进步仍是十分敏捷的。

  比方,2008年上市的小型反射型LED灯泡的全体发光功率仅为68lm/W(白光),而东芝照明技能公司2009年中推出的新式LED灯泡的全体发光功率到达了81.9lm/W(见4202亿日元表1)。也就是说,在短短一年时刻内,LED照明灯具的发光功率就进步了20%。如果以这种速度持续向前开展,那么,2011~2012年,LED产品的全体发光功率就将可以超越100lm/W。

  另一方面,LED的价格也正在大幅下降。在某些情况下,LED照明的全体本钱(照明灯具加上电费)现已优于荧光灯处理方案。关于亮度适当于60W的LED灯泡而言,40000小时寿数周期的总本钱约为10000日元;同样是40000小时照明,运用白炽灯时,由于每个灯泡的寿数只需1000小时,则其总本钱将超越50000日元;运用荧光灯泡时,其本钱约为16000日元(见图4)。当累计照明时刻超越14000小时,LED灯泡的全体本钱就将优于荧光灯泡。可见,LED照明具有长时间本钱优势。

  

  

图4 三种照明用具的全体本钱

  据日本LED协会估量:到2012年左右,LED每单位亮度的本钱将下降到每流明1日元——这是进入有用化的要害方针。实际上,这个日期将有可能大幅提早。日亚化学工业公司的田崎登解说说:“现在,LED照明价格每年的下降起伏都在20%以上,我以为往后的价格下降速度不会放缓。”

  厂商将逐渐中止出产和出售白炽灯,LED灯具的发光功率将超越荧光灯,每流明1日元的有用化方针将会完成……归纳考虑这些要素可以得出一个定论:到2012年,LED照明将许多遍及。新、老照明厂商正极力研发全新的LED照明品,迎候未来3年大幅添加的商场机会。

  技能创新打造质优价廉的LED敞开有用之门

  现在,LED照明的价格是传统照明的几倍到几十倍,关于公司和一般消费者来说,门槛较高。这些产品的价格之所以高,首要是由于其要害组件——LED芯片/封装的本钱较高。此外,外围电路(如电源及外壳)的本钱操控也十分重要。

  在亮度方面,LED灯具的全体发光功率仍不如高频荧光灯管,LED芯片厂商正经过芯片与封装架构、资料等方面的创新来进步发光功率。较高的发光功率不只能下降封装本钱,并且还可以削减发热。此外,散热功能也是至关重要的要素。如果LED封装内发生的热量可以得到高效开释,那么就可以延伸LED的寿数,并进步其发光功率。

  简略而廉价

  遍及LED照明的最大妨碍就是价格。一般消费者及LED灯泡批发商要求降价的期望十分激烈。下面将以东芝照明技能公司的LED灯泡为例剖析怎么下降本钱。

  该公司的产品选用压铸铝外壳,在外壳上方的金属基板上装置LED封装,其上放置压克力半圆球罩来散射光线。铝壳内含有用于装置电源电路板的树脂壳(见图5)。铝壳外有16个散热片,用于耗散电源以及LED封装发生的热量。

  

  

图5 LED灯泡的结构

  新旧两款产品在外壳形状上没有太大差异,但新产品没有涂层,直接选用暴露的铝外表,并且省去了装饰环,然后操控了本钱。

  两者内部的电源电路则大不相同。在本来的产品中,树脂壳中电源电路板的内侧运用了填充剂;而在新产品中,由于电路板较大,就没有运用填充剂。工程人员将与金属基板触摸的外表做薄,以扩展电源空间。此外,关于电源电路板来说,运用酚醛纸替代玻璃环氧树脂也可以下降本钱。当然,较薄的外壳也有助于下降资料本钱。

  新旧产品的LED封装都是由日亚化学工业公司出产的。旧款LED封装包含6个并联芯片,新款则只包含3个串联芯片。这种规划上的改变减小了电源电流,然后削减了电源发热。

  摆放400个LED

  罗姆半导体公司正致力于改善LED封装,以下降本钱。该公司的小型聚光灯选用由400个LED封装组成的阵列,每个LED封装的尺度为1.6mm×0.8mm,输出功率为0.1W。

  最近,许多LED照明器材都选用1W以上的高亮度LED封装,其趋势是削减LED封装的数量。不过,罗姆公司分立模块出产总部照明分部部长四方秀明表明,该公司发现选用许多低亮度LED更廉价。

  现在,通用的LED封装已批量出产,并且价格十分廉价。别的,由于每个封装内选用许多微型LED芯片,封装特性的均匀改变也可坚持最小。此外,该公司正在开发其它类型的LED照明,包含灯泡、根底照明和线性照明。这些产品中选用的都是输出功率0.5W、尺度2mm×4mm的LED。LED灯泡中的LED数量超越70个,根底照明和线性照明中的LED数量则在400个以上。

  散热技能促进更高的功率输出

  罗姆公司之所以可以以较低的本钱装置这么多低亮度芯片,是由于他们可以自己封装,并运用公司现有设备进行装置。为了下降收购、装置等本钱,许多其它厂商往往倾向于运用高亮度芯片。

  选用高亮度芯片时, 热源会集,因而散热十分重要。日本Multi-Task公司服部寿提示说:“2~3年内,业界将会到达天然散热的极限。”对更亮照明的需求将会导致热量输出的不断添加。

  当LED变热时,正向电压和发光功率会下降,运用寿数会缩短。高亮度封装往往会发生许多热量,需求贵重的热阻资料,然后进一步进步本钱。换言之,热辐射是影响LED发光功率、本钱和寿数的要害要素。

  跟着高亮度封装的添加,越来越多的LED照明规划选用金属基板,与此同时,保证这些基板具有满足的散热才能也日益困难。因而,业界提出了许多新的可以高效散热的基板结构。

  日本电气化学工业公司运用大和工业(Daiwa Kougyo)公司的有关技能开发出AGSP(Advanced Grade Solid-bump Process)基板技能,改善了散热功能。该结构在绝缘树脂中嵌入具有高导热率的铜柱,使得LED发生的热量可以经过铜柱传至封装外部(见图6)。只需散热器、外壳等彼此之间选用物理触摸,就可以经过该办法完成高效散热。电气化学工业公司电子资料事务部长米村直己表明:“当LED灯具亮度适当于40W白炽灯时,金属基板足以处理散热问题;而当LED灯具亮度适当于100W白炽灯时,就需求选用AGSP基板技能。”铜柱的直径约为4mm,满足装置LED芯片。

  

  

图6 AGSP技能供给超卓的散热功能

  为了完成高热导率,高亮度LED一般会在AlN(氮化铝)基板上涂覆陶瓷和银浆,但AlN的出产本钱较高。尽管AGSP的散热功能不如陶瓷基板,但其性价比较好。现在,电气化学工业公司正在进行量产评价,其方针是在2010年完成全规划的商用化运作。

  尽管AGSP基板相对廉价,但仍需进一步下降本钱,由于现在其本钱仍是金属基板的两倍。公司期望可以改善铜柱成型技能,并完成批量出产,然后将本钱下降到与金属基板适当的水平。