板上芯片LED在照明设计中降本、节能的原理和方法

　　LED 在许多方面都胜过传统照明光源，包括更高的能效、更长的使用寿命和更小的体积。 然而，成本问题却一直令许多照明设计工程师感到头疼，这也是为什么 LED 制造商要继续创新，提升规模经济的关键原因。 板上芯片 （COB） 光源模块是有助于降低成本的最新封装方法之一。在这种模块中，LED 芯片采用半导体芯片形式，既无外壳，也不用连接，只需直接安装到 PCB 上或者更通俗地讲，安装到基材上。 而且，这种封装形式还带来了许多相关优势，如设计更灵活、配光更好、制造工艺更简单等。

　　设计人员希望认真考虑是否在其新一代照明设计中使用 COB LED 还有其他的原因。 在市场研究公司 （Research and Markets） 最近提供的报告中分析人员指出，COB LED 属于广域光源发射器（因此，可用于高速公路和路灯照明）具有三大优势：更好的混色、更好的照明效果和低热阻要求。 该公司分析人员指出，这些 COB LED 还能实现更高的功率密度、更高效的散热性能且仅需更小的板空间，因此能很好地适合广泛的通用照明应用。

　　现在，让我们来检验几种 COB LED 产品，包括 Bridgelux 的 Vero™、 Sharp 的 Zenigata 和 Cree 的 CXA 产品，看这些产品如何能在节约能耗、降低成本的同时简化照明设计。

　　Bridgelux （Livermore， CA） 去年推出了高性能 Vero 系列 COB LED 阵列（图 1）： 标称光通量 120 lm/W，最小平均光通量 110 lm/W。 据报道，这项改进使其比前代产品节能约 11%。 该系列采用四面发光 （LES） 配置，工作温度范围宽。 此外，Vero 阵列提供两个 SDCM（颜色匹配标准偏差）和三个 SDCM 颜色控制选项，用以实现高精度色彩控制和均匀光照。

　　

　　图 1： Bridgelux Vero 系列提供 70、80、90 和 97 Décor CRI 选择。 （暖白光光谱为 3，000 K 80 CRI，自然白光为 4，000 K 80 CRI，冷白光为 5，000 K 70 CRI。 承蒙 Intellident 提供数据）。

　　据 Bridgelux 介绍，高精度色彩控制“通过在临近光源之间实现更高的一致性和均匀性来提升光照质量” 。 另外，Vero 系列超过了美国加利福尼亚能源委员会关于照明灯具的 R9 要求。

　　据 Bridgelux 介绍，基于 3，000 K、80 CRI 配置且采用标称电流驱动的所有外形系数器件，其平均输出性能为 120 lm/W。 但是，设计人员如采用低电流驱动可实现高达 140 lm/W 的输出性能。

　　此外，Vero 平台还通过板载连接器端口实现了即插即用连接，能让照明制造商进行无焊电气连接、简易安装，因此有助于简化制造工艺。 具体优势包括低成本、快速面市、更低的库存要求。

　　以下为主要技术规格：

　　流明输出性能范围为 240 - 16，400 流明

　　CCT 在 2，700 - 5，000 K 之间可选

　　CRI 可选 70、80、90 和 97 CRI Decor 产品

　　三个 SDCM 标准用于实现 2，700 K 至 4，000 K CCT，并提供两个 SDCM 选择

　　可在高达 2 倍额定电流驱动下可靠地工作

　　放射状芯片提升了流明密度和光束控制能力

　　热隔离式焊盘

　　无焊接连接器端口，具有即插即用连接和现场升级功能

　　标志和 2D 条形码位于产品上侧

　　其它优势包括可兼容大量标准驱动器（350 mA 电流增量值）和光学元件，能使设计更灵活，选择范围更广，因此可缩短开发周期、降低成本、减少烦人的库存问题。

　　来自 Sharp Electronics Corp. 的 Zenigata COB 技术也能简化设计。该系列模块包括三种变体： Mega、Mini 和 Petite Zenigata。 Sharp 的设计将金属基材换为陶瓷基材，据该公司介绍，这种材料的“散热性能最佳且无变色”。 这就是说，能一直保持恒定的流明输出，但无色彩变化。 均匀的 LES 简化了光学设计，同时又提升了各种不同应用中的光照质量。

　　下面详细介绍 Sharp COB 模块。

　　Mega Zenigata 50 - 80 W 模块节能性好，专用于高功率照明应用。 据报道，高亮 LED 可消除一个照明灯具中多个 LED 周围的光源不均匀问题。 这些模块仅允许一个灯具中使用一个 LED，既节省空间，又消除了光照不均匀问题。 Mega Zenigata 系列的封装尺寸为 20 × 24，包括高 CRI 和低 CRI 两种模块且最低 CRI 性能分别为 90 和 80。 这些 COB LED 可用于室内外照明，包括建筑照明、聚光灯、射灯、嵌入式筒灯、场地和物体照明。

　　Sharp 针对中等尺寸产品应用提供 15 W Mini Zenigata COB 系列，该系列采用圆形 8 mm LES，可以简化镜头和反射片设计。 据 Sharp 介绍，Mini Zenigata LED 的封装为 15 x 12 x 1.6 mm，表面积约为 Mega 产品的三分之一并能减小发光区域。 应用包括室内、室外照明、建筑照明、阅读灯、移动照明、信号和标志灯以及场地和物体照明。