LED是否为通用照明做好了准备

　　针对室内照明的新一代LED模组

　　安森美的郑兆雄认为LED照明设计过程中还有一项重要挑战，那就是要保持照明系统或光源的不同组件有尽可能高的能效。“应该把光源看作是完整系统，将LED、用于散热的散热片、光学组件，以及电子驱动电路看成一个整体，确保每个组件的设计都提供最大能效。”他表示。

　　在实际操作中，瑞丰光电将上述观念模组化，推出了室内照明模组化解决方案。“模组化就是将光源、散热部件、驱动电源组成模块批量生产，通过模具制造出标准化的LED照明产品。”瑞丰光电研发中心大功率LED模组开发部主管刘鑫表示，“尽管目前本土企业在LED外延片和芯片方面无法绕过国外企业的专利壁垒，但模组的批量生产具有价格优势，特别对下游LED照明应用企业来说是一个不错的选择。”

　　现在很多企业在球泡灯中加入3520、5050等小功率LED光源用于室内照明，但产品往往存在眩光过强、热处理不够、寿命短、成本高、颜色差异大等问题。“我们认为，将传统灯泡装上LED光源，完全不等同于半导体照明。”刘鑫表示，“LED要想真正走入千家万户，就要发挥其优势，而这应该是一个系统化工程，包括电源系统、LED光源、驱动系统、光学系统、外观结构设计、散热系统、智能控制系统等多个方面。”

　　正如前面提到的，光品质包括演色性、空间均匀性、色彩一致性、无眩光等。瑞丰光电的模组光源解决方案，通过植入色光LED芯片来提升整体光源的演色性，或单一演色性。“因为在LED光谱中，红色和绿色这两段较‘低',如果把绿光芯片和红光芯片串在白光模组中，可以对演色性有非常本质的提升。”刘鑫解释道。“由于整体光效靠白光来提升，演色性靠其他芯片的光去来提升，这样做还有助于将光效与演色性分立。”

　　“空间均匀性和色彩一致性，首先通过对物料进行选择与优化得以改善。”刘鑫表示。这里的物料选择包括荧光粉和芯片。封装时，可以利用设备去检验芯片以及荧光粉进料激发出的波长有多宽，从而检验来料是否符合要求。其次是模组电源内电路的设计，要考虑到整个模组的串、并情况。第三是要进行严格的制程控制，包括最直接的，就是荧光粉涂布的方式以及多少，这对色彩一致性有很大影响。最后，还要进行物料可靠性控制。

　　随着LED光效的提升，刘鑫认为眩光问题在今后的LED照明设计中将会更加凸显。模组电源通过结构的优化设计，例如使用反射杯来降低眩光。而这也正是瑞丰光电在结构上的创新设计之一，加入反射杯，可以很大程度地减少每颗LED芯片发出光的损失，与此类似的还有加一次透镜、表面粗化处理等，与模组结合都可以提高出光效率。

　　光的寿命包括两个部分，一个是亮度寿命，一个是颜色寿命。亮度寿命直接影响到光源的运行成本，在寿命控制中，首先要考虑的是散热设计。模组光源通过结构设计来解决这个问题。寿命和散热有直接关系，包括芯片、原料，其最直接的寿命影响就来自于热。蓝光的出光效率和荧光粉，都跟结温有很大关系。“一般情况下，LED的结温每升高10度，其寿命就会降低一半。”刘鑫补充道，“模组在解决热阻方面有其优势。目前LED应用灯具的热阻主要包括LED芯片、封装材料、支架、贴到电路板上的热阻、二次应用系统热阻，如果能够省去中间某个环节，其实就把整个应用过程的热阻省了很大一部分。而使用模组解决方案，可以直接省去了支架热阻和客户买回去以后的再贴片热阻。”

　　小结

　　LED通用照明除了文中提到的困难和挑战，当然也离不开成本压力。对此，飞兆半导体技术行销部首席经理张三岭表示：“在电视机市场中，LED背光照明的成本是可以接受的，因为产品必须符合能源之星和CEC等标准对降低总体功耗的规定。不过，对于室内照明和室外照明，LED照明的成本相对于传统解决方案仍然高出很多。高可靠性是LED照明应用的关键因素，但这也会加重系统成本压力。”

　　LED通用照明目前仍然处于市场初期，仍然有许多已经发现或尚未发现的困难需要解决。随着中国本土企业对LED芯片的研发投入，以及国家标准的出台，中国LED通用照明市场必将加速健康和规范发展。“目前LED照明在汽车领域，已经解决了除前照灯以外的全部应用。如果路灯应用成功，相信汽车前照灯的应用也会马上得到普及。”瑞丰光电常务副总林常展望道，“届时，LED也将作为普通照明进入千家万户。我认为这一过程会在5~8年。”

编辑：小马