標(biāo)準(zhǔn)LED VS 高能LED
不過盡管這些優(yōu)點(diǎn)得到業(yè)界出版物的褒獎、反映出頂尖LED廠商在高能LED方面的努力,高能并不一定是所有照明應(yīng)用下的首選。事實(shí)上,標(biāo)準(zhǔn)LED技術(shù)能夠在很多情景下提供與之相當(dāng)?shù)牧炼缺憩F(xiàn),并顯著改善成本、設(shè)計(jì)和性能表現(xiàn)。
為了說明標(biāo)準(zhǔn)LED陣列能比單個(gè)高能LED提供更好的設(shè)計(jì)流程、節(jié)省成本和空間,我們來考慮一個(gè)需要90流明亮度的理論環(huán)境。該亮度可以通過一個(gè)1W高能LED實(shí)現(xiàn),也可以通過六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)LED組成的陣列實(shí)現(xiàn)(圖 1)。
標(biāo)準(zhǔn)LED陣列的設(shè)計(jì)流程遠(yuǎn)比高能LED簡單,因?yàn)樗鼘峁芾淼囊蟮秃芏?。在我們的例子中?W LED需要350mA電流,而六個(gè)LED組成的陣列只要120mA.
高能技術(shù)需要散熱片和MCPCB板來確保溫度不會對功效、LED壽命或色溫造成影響。標(biāo)準(zhǔn)LED不需要散熱片、MCPCB、電容或電阻,因此設(shè)計(jì)、測試與生產(chǎn)都比較簡單。這一簡化流程不僅節(jié)省了時(shí)間和開支,也加快了產(chǎn)品上市速度。
節(jié)省成本
高能LED的熱管理需求可能顯著增加開支。其中最貴的是散熱片,它的材料可能是相對便宜的鋁,也可能是傳導(dǎo)更好但也更貴的銅或銀。這些昂貴的材料可能會為高能產(chǎn)品帶來1-10美元的額外成本,而標(biāo)準(zhǔn)LED設(shè)備可以省去此成本。
類似的還有高能LED需要MCPCB作為被動冷卻技術(shù)控制溫度。這些電路板比標(biāo)準(zhǔn)LED所用的FR4 PCB散熱效果更好,但也更貴,因?yàn)镸CPCB需要導(dǎo)熱更好的材料。MCPCB的成本也因此可能比FR4 PCB高五倍。采用FR4 PCB、省去昂貴散熱片并簡化設(shè)計(jì)有望縮減60%的成本。
節(jié)省空間
最后,如果設(shè)備內(nèi)部空間有限,標(biāo)準(zhǔn)LED常常是最好的選擇。就像上文所提到的,高能LED需要散熱片、體積更大的冷卻技術(shù)。它們的主要任務(wù)是提供更大的表面積以利對流和輻射散熱。更大的表面積可以提高散熱效率,但也讓高能LED變得更笨重,這可能對空間有限的產(chǎn)品造成設(shè)計(jì)障礙。
標(biāo)準(zhǔn)LED矩陣一般也不需要更占體積的驅(qū)動器、電容和電阻,相比高能LED能夠節(jié)省最多50%的空間。對于空間有限的應(yīng)用來說,一組標(biāo)準(zhǔn)LED有望在相同的亮度下比高能LED節(jié)省很多空間。
應(yīng)用需求
那么如何判斷是一個(gè)高能LED還是多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)LED的組合更適合特定應(yīng)用呢?對于有些設(shè)計(jì)來說,結(jié)果是很明顯的。
小體積、電池驅(qū)動或便攜式設(shè)備,例如消費(fèi)類電子產(chǎn)品、重點(diǎn)照明或者標(biāo)準(zhǔn)指示燈長期以來都在使用標(biāo)準(zhǔn)LED,未來很可能也會繼續(xù)用下去。而通用室外照明、大面積室內(nèi)照明(追蹤照明、替代燈泡)和車前燈則會繼續(xù)使用高能LED技術(shù)。
但其它應(yīng)用則處于灰色地帶,需要悉心考量,比如箱內(nèi)、內(nèi)外部標(biāo)牌等小空間照明以及醫(yī)用設(shè)備和工控狀態(tài)指示燈(圖 2)。
劃分應(yīng)用
LED廠商可以幫助客戶走出灰色地帶,選擇真正適合自己的技術(shù)。比如有一家家電廠商正在設(shè)計(jì)冰箱內(nèi)照明系統(tǒng)。最初設(shè)計(jì)需要三個(gè)1W的高能LED才能滿足亮度需求。
Lumex提供了由18個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的高亮度、特制透鏡5mm LED構(gòu)成的陣列。由3個(gè)高能LED換成18個(gè)標(biāo)準(zhǔn)LED以后,該家電廠商節(jié)省了50%的成本,并且不需要在冰箱內(nèi)額外增添散熱設(shè)備。
高能技術(shù)有時(shí)也是首選。有一家校準(zhǔn)監(jiān)測系統(tǒng)供應(yīng)商找Lumex分析自己目前的3x3英寸板。該板采用36個(gè)1/4W標(biāo)準(zhǔn)表面安裝LED.Lumex重新定制了一套由9個(gè)1W高能LED組成的方案,沒有改變功耗需求。盡管增加了MCPCB,該方案還是節(jié)省了25%的成本和15%的空間。
正確的選擇
為產(chǎn)品選擇最佳LED解決方案的最好辦法就是聯(lián)系你的供應(yīng)商,對方應(yīng)該有大量標(biāo)準(zhǔn)LED和高能LED可供選擇。該供應(yīng)商應(yīng)該花時(shí)間了解你的特定技術(shù)需求和應(yīng)用需求,而不是隨便給一個(gè)通用方案。
好的供應(yīng)商應(yīng)該查明應(yīng)用所需的最低/最高輸出、現(xiàn)有電力、整個(gè)系統(tǒng)的理想成本范圍、內(nèi)部空間限制、所需照明空間尺寸、產(chǎn)品使用環(huán)境和通常運(yùn)行溫度,并根據(jù)這些幫你決定究竟是標(biāo)準(zhǔn)LED還是高能LED更適合現(xiàn)在的應(yīng)用以及這些選擇會對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成敗造成哪些影響。
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