| 高效散热型COB LED日光灯与传统荧光灯的比较 | |
2010-10-30 10:01:18 《半导体照明》杂志 中国半导体照明网 文/李建胜 1 方志烈 2 李琳 1.上海鼎晖科技有限公司 2.上海复旦大学 行业分类:灯具 浏览 | |
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荧光灯含汞，危害环境，荧光灯频闪问题严重，容易造成视觉疲劳，无法进行节能调光，寿命也较短。随着LED发光效率的提高，一系列LED日光灯开发出来，以取代目前大量使用的荧光灯。目前LED日光灯取代荧光灯的优势已很明显，但阻碍LED日光灯推广应用的技术和成本障碍仍待进一步克服。我们认为采用小功率芯片COB工艺可以减少热阻、提高光效和照度、延长寿命以及降低成本，即大大提高性价比，有利于LED日光灯的大量推广应用。 一、实验技术方案择定 用LED制成半导体照明应用产品，可用不同芯片、不同器件及不同的组合方式以及多样化的结构，所以千万不要贸然下结论说用一种器件、一种芯片、一种组合方式或一种结构解决所有应用，也不可认为做某一种LED应用灯具，只能用某一种方案，所以，这给LED照明产品的设计和生产提供了广阔的创新空间。 当然，用某些技术研制的LED应用成果能否进入市场并形成批量，还取决于产品性能是否优秀，寿命是否过关，性价比能否起动市场。为此我们比较了四种方案如表1。用φ5，φ3直插式LED制作日光灯因器件热阻太大和环氧树脂退化早已成为失败的案例，在此不予讨论。 表1 LED日光灯各种方案比较
注：A为优 B为较好 C为较差 D为差 从表1比较可以看出，方案4的各项指标均为优，综合评估也最好。由于采用COB工艺的方案4，是直接将芯片安装到铝基板上，比前面的1、2、3方案都可省去器件的结构热阻和接触热阻，可将系统热阻降到最低，达到降低结温目的，以提高光效和照度，并延长寿命，提高均匀性，避免眩光，降低了成本。 二、实验步骤及重点 1.以30cm长的铝基板为模条单元，以串、并联结合方式安装蓝光芯片，64个，金丝键合，涂含YAG荧光粉的硅胶，固化。将模条安装于铝合金型材架上，配上驱动电路，盖上匀光PC罩。LED日光灯长度有120cm，90cm，60cm三种，管径T8。 2.测量LED日光灯的光通量，发光效率，规定距离和角度的受光面上的照度、色温、显色指数、驱动电源效率。 3.寿命试验：以正常工作电压220V驱动进行光通量衰减试验。 结果：研制成二种LED日光灯，型号分别为T8C-Z164-9W和T8C-Z164-18W，其基本参数列于表2。 表2 高效散热型COB日光灯参数
与荧光灯的照度对比： 表3和表4分别为T8C-Z164-9W与60cmT8荧光灯（20W）和T8C-Z164-18W与120cmT8（40W）设定距离和角度上照度的对比。从数据看照明效果相同，节能效果显著。 工作寿命试验：以正常工作电压220V交流电驱动，COB LED日光灯管径2100小时后，光通量上升1%对30cm COB模条老化试验也有类似情况，1600小时后光通量上升1%。3000小时试验还在进行中。 散热效果：经工作1小时后测量，在室温27℃下，LED日光灯壳体温度为45℃，COB铝基板芯片位置背面为48℃。比功率型LED日光灯52.5℃为低，有利于保持较高发光效率和延长LED寿命。 表3 T8C-Z164-9W与60cmT8荧光灯（20W）照度比较
表4 T8C-Z164-18W与120cmT8荧光灯（40W）照度比较
应用情况：从去年开始已用45000支COB LED日光灯对500辆世博公交车和近4000辆城市公交车进行改装，取代原有荧光灯，得到用户好评，一直服务于上海世博会及城市交通，至今没有返修问题发生。此外也适用于地铁照明，地下停车场照明、橱窗照明、餐厅照明、商场超市照明、办公室照明、教室照明和家居照明，用途十分广泛。 经过实验对比，COB LED日光灯的优点主要体现在以下5个方面：第一，采用COB工艺，将芯片直接安装到铝基板上，比之发光二极管安装在铝基板上制作LED日光灯可免去器件结构热阻和器件与铝基板的接触热阻，有利于降低PN结温度，提高发光效率并延长寿命。第二，COB工艺制作LED日光灯的均匀性优于用功率LED和SMD5050和SMD3528 LED制作的LED日光灯，避免了眩光问题。第三，相比SMD3528 LED日光灯，由于省去了器件工序，可大幅下降成本，约下降30%。第四，高效散热型COB LED日光灯已成功地应用于城市公交车，由于荧光灯是传统照明中的主要灯具，推广应用前景十分广阔。第五，随着LED芯片效率的不断提高，节能效果还将进一步提升，COB LED日光灯将有望成为通用照明中的主要产品。（全文摘自《半导体照明》杂志2010年总第8期 编辑：maysoong） | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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