关于LED照明的性能分析和应用发展

多种封装形式

在过去十年里，LED 在通用照明应用中呈爆发式增长。LED 具有优于传统照明源的巨大优势，包括可靠性、长寿命、低功耗、小尺寸、高效率（根据消耗的能量产生光能）以及高设计灵活性。LED 制造商一直致力于提高用户进行创新设计的可行性，通过融合各种封装选项改进产品。值得研究的 3 个主要方面为：(a) 分立式元件 (b) 集成阵列和常规阵列及 (c) 诸如 LED 模块的封装解决方案。

分立式高功率照明 LED

一提到照明级 LED，我们通常会想到分立式高功率（1W 或更高）LED。分立式 LED 为一个半导体二极管，采用适当的独立热机械封装。理想情况下，分立式 LED 既高亮又小巧。这些封装类型上的占位区将随着时间的推移而减小。近几年一些常用的封装占位尺寸一般为 12 mm2和 6.3 mm2。诸如Philips Lumileds LUXEON Z 系列的 LED 占位尺寸仅 2.2 mm2，提供了极高的设计密度。LED 制造商追求以可能的最小封装尺寸提供尽可能大的光输出功率。热阻 (°C/W) 通常是分立式（单个 LED）设计的限制因素。具有低热阻的 LED 封装具有更好的散热性能。

图 1: 分立式高功率照明 LED 示例 - Philips Lumileds的 LUXEON Z 平台，其占位尺寸仅 1.3 mm x 1.7 mm = 2.2 mm2

分立式中等功率 LED：新兴分类

在过去的几年里，因涌现了大量线性及分布式照明应用，致使多家 LED 制造商瞄准了一种新产品类别：中等功率 LED。此类封装通常定义为 LED 封装，功耗在 0.2W 到 1.W 之间（3 VDC x [75 mA 至 250 mA]）。此类中等功率产品通常采用与更高亮度 (> 1W) 的 LED 相似的占位尺寸，但封装类型不同。较低的成本以及较低的光输出总功率允许每个线性仪表拥有更多的 LED，实现更加柔和、更加分散的照明模式，重现用户所习惯的柔和视觉输出。

阵列

LED 制造商在开发出分立式 LED 产品线后，便很快意识到将多个 LED 芯片集成在一个热机械封装中将会带来诸多优势。通用照明应用中不断增加的相关色温 (CCT) 一致性要求，便是原因之一。LED 阵列的优势之一即 LED 制造商能够通过一个分立式封装进行电气控制并通过一个分立式窗口和/或透镜装置进行光控制，以非常小的实际占位控制 LED 芯片的混合与匹配。许多封装形式中常常采用此种配置，最常见的形式为采用单一封装集成四颗芯片。

集成（板载芯片）阵列

LED 制造商持续关注客户的终端应用，志在以另一创新理念满足其需求：集成阵列或板载芯片 (COB) 阵列。此技术利用了阵列优势，并通过将 LED 芯片直接安装至电路板或基板上进一步提升了阵列优势，进而形成了一种独特的封装形式，使得制造商能够通过荧光窗口将整个阵列封装起来，并最终能以单个集成元件实现高效率、高流明输出光效。这种封装阵列在需通过单个光源提供高流明输出时尽显魅力。

全方位解决方案 - 模块

销售更多 LED 是 LED 制造商所追求之目标，但他们意识到成功的设计对于很多客户而言是难以做到的。为缓解设计难题，许多 LED 制造商一直致力于提升客户设计链以为客户提供全方位的解决方案。这些解决方案通常将 LED、光、电气和机械特性结合到一个称之为模块的产品中，Cree的 LMH 产品系列即为一个代表性示例。

图 2: Cree的 LMH 模块，一个全方位解决方案

结论

1: LED 模块为一个具有一个或多个 LED 的光源设备。