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1、讲师 MillerQQ 1850593991MP 15806272671时间 2012 08 08 LED球泡灯设计培训 内容概要 测试标准 光效 老化 全球白炽灯禁止时间 LED球泡灯设计目标 Co2仅为1 8 14600Vs1825 40000Vs3000Hrs600Vs1825 安规认证和标准 灯身 铝 工作环境温度 45 45 行业规则 1W 3W不过是习惯性称法350mA还是280mA 标称功率是输出功率 冷流明和热流明 初始光通量 10minutes 100Hrs 1000Hrs LED球泡灯设计规范 1 灯座 E26 E27 E17 E11等 2 灯珠指定品牌 大功率 Seoul
2、 Cree Nicha Edison Everlight 国产 小功率灯珠 进口 国产 3 初始光效 大于90LM W 不带面罩 4 显示指数 可以采用红光 白光的方法来提高显示指数 5 CCT色温及误差 5 光通量维持率 2000H 95 以上 5000H 90 以上 6 寿命 光通量维持率在70 时的有效时间 7 性价比 成本与性能 8 LED灯泡材料组成 灯头 散热片 塑胶连接件 PCB LED LED驱动9 电源效率 功率因数 输入电压 输出电压电流10 用户所在国家或地区 设计要素 封装结构 GaN基芯片封装正装 p n电极在LED的同一侧 电流须横向流过n GaN层 导致电流拥挤
3、局部发热量高 限制了驱动电流 其次 由于蓝宝石衬底的导热性差 严重的阻碍了热量的散失 Flipchip 仍然是横向结构 电流拥挤的现象还是存在 垂直结构 可以有效解决正装结构LED的两个问题 垂直结构GaN基LED采用高热导率的衬底 Si Ge Cu DLC等衬底 取代蓝宝石衬底 COB设计和制作 SMT选型 外壳设计 根据各层热阻 可以大体估计结构是否合理 外壳设计 铝挤压技术一般常用的铝挤型材料为AL6063 其具有良好热传导率 约200W m K 与加工性 优缺点 易加工 成本低 技术成熟 缺点是安装受限较多 易变形 注 未经氧化处理的铝易自然腐蚀 导致导热率下降 铝压铸技术一般常用的压
4、铸型铝合金为ADC12 适用于做薄铸件 但热传导率较差 约96W m K 优缺点 可进行一体化无隙设计 防水效果较好 缺点是模具费用较高 散热效果一般 灯体较笨重 外壳设计 總體散热表面积 P h Ti Tj 基本 60平方厘米 W 材料 铝挤AL6063 压铸ADC12 finAA1050 底板厚度 一般需 4mm T 7xlogW 6 min2mm 鰭片形狀 鰭片厚度 铝挤0 5 2mm 压铸1 4mm fin0 2 0 5mm 鰭片間距 3 8mm 鰭片長度 铝挤 100mm 理论上散热鳍片的厚度t和长度h之比不能超过1 18 鰭片 底板之結合材料 焊接 铆合 小测试 哪种结构设计合理
5、Mcpcb设计 增加散热基板覆铜面积 可以使热量分布均匀 有利于散热 将LED产生的热量快速传递给铝基板 将导热绝缘材料导出来的热量进一步传递给散热器 导热层 即是 T结温 THS P热功率 Rjs R导热硅脂 RPCB T焊盘 P热功率 Rjs T焊盘 P功率 Rjs a a为LED发热率 电源设计 SMART开关驱动技术 3 恒流精度PSR技术83 效率 全电压1 恒流精度 专利的线电压补偿技术 BOMCost 4RMB 四种因素协调考虑 光学软件 Tracepro lighttools Fred zemax等 散热设计软件 Icepak Flotherm CFDesian EFD ANS
6、YS QLED等 推荐使用MentorGraphics公司的EFD EFD基于当前主流三维设计软件PROE与UG 可进行精确的散热模拟分析 并进行优化 结构设计软件 AutoCad ProE Solidworks 电路设计软件 Protel99 Powerpcb AD10 牛刀小试 SMT球泡灯 这是一个10W的LED球泡灯 全长11cm 散热器长7cm 直径9cm 泡壳长5 2cm 直径10cm 重量150克 它大约可以取代75W的白炽灯 其结构主要包括一个是灯头 二是恒流驱动电源 三是散热器 四是LED灯板 五是灯泡罩 小测试 光 热 机 电先考虑哪个 灯珠选择 灯珠选择 反激式隔离电源
7、电源设计 这个电路还可以自动检测墙上有无可控硅调光器 如果有的话就可以调光 其调光范围可以从2 调到100 而且最后采用了PWM调光 调光频率高达900Hz 因此避免了闪烁 另外由于采用了准谐振控制使其总效率高达85 它还有一个特点是采用变压器初级反馈从而取消了光耦合器件 外壳设计 散热器的材料目前大多数采用铝合金 因为成本低廉 加工容易 而且导热性好 但是最近出现了很多绝缘的塑料散热器和陶瓷散热器 其散热效果也不差 因为最后的散热主要靠对流和辐射 而对流完全由其形状和面积决定 辐射则和材料的辐射性有关 各种材料的热辐射系数如下表所示 八种方案 以市面上通用10W球泡灯为基准 参考其结构设计八
8、种方案 通过CFD模拟 散热模拟 求解域条件200mmX200mmX200下 方案八温度最低 LED阵列分布光学仿真 由于是多颗灯珠 导入单颗灯珠的光照曲线 模拟光照度和光均匀度 别忘了 泡壳 塑料外壳的最大问题是透光率的问题 因为LED存在眩光的问题 所以尽可能采用乳白色的泡壳 以免看到里面的LED灯珠 而乳白色的泡壳 其透光率就更成问题了 所以对于用于LED球泡灯泡壳的塑料有以下要求 1 具有高透光 高扩散 无眩光 无光影 2 光源隐蔽性要好 尽可能看不到LED灯珠 3 透光率达到90 以上 4 具有高阻燃性 5 具有高抗冲击强度 右图是一款可以实现94 的透光率 而且还能防眩光 无光影的球泡罩 产品在市场中的位置 包装 常用软件包括 AutoCad CorelDraw PS 测试 最重要是光衰和老化 其次还有耐压 开关 高低温 跌落等测试 COB模组光源的球泡灯设计 这样就交货了 Thanksverymuch
