LED路灯需要学习的知识.doc

浅谈Led 行业的涉及的知识范围一 目前Led道路照明的业内状态目前大型的晶片生产厂（大多是国外芯片厂开设在国内的分厂）一般不做中游和下游工序，也有做中游工序的，到封装为止。对于led产品的应用，并不专业地去开发和生产。道路照明（路灯）的开发和生产，大多由中下游工序的工厂来完成，也有连中游都不做，仅是采购封装好的芯片，灯具的模具有用公模的，也有自行开发模具的，其他大多是采购的。而附带封装车间的中型工厂，大多有自己的路灯开发思路和技术团队，但是否专业就不得而知了。Led道路照明，课题很新，如果以前一直在做路灯的企业，要转型做Led路灯，从心态上有很大的抗拒感： 难道把做原来的生产线全部报废？十城万盏口号提出来之后，led路灯开始进入各省各市路灯管理部门的心中去了，无论对这个国策响应的程度有多少深度，LED 生产商闻到了肉香味，到处看到扛着一盏样灯，出入在路灯管理局/处/所。这些企业并不知道自己的样灯是否是合格产品，是否是先进产品，但省电是显而易见的，于是业务谈的地热火朝天，样灯开始进入试路阶段，一条道路或几条道路，一个城市或几个城市，led道路照明开始出现在大大小小的城市街道。非常遗憾的是，没有国家标准，甚至没有行业标准，没有经过严格测试的路灯，安装到了非常先进的大城市的街道上去了。更遗憾的是，这些严重不合格的产品，一段时间后，全数或大多数“瞎”灯了，厂商自己吃到了苦果不算，更严重的是，一个新生的，有强大生命力的产品被严重地毁坏了名誉。据说，某大城市的路灯管理部门的头头，发誓说只要自己在位一天，绝对不会采用Led 产品。形势是很严峻的。当然，真理总归是真理，真理在一段时间被歪曲后误解之后，是金子总是会发光的。当年哥白尼被问吊，并不会让后来的人们永远否定地球会自转的真理。但是，摆在行业人士面前的问题是，如何规律自己，不让不合格或含糊的产品流向市场，不仅是一个行业道德的问题，也是挽救行业生命的一个自律的课题。本人进入led行业时间不长，但是深感到一个好质量产品是多么受人欢迎，而相反，一个不合格的产品，无疑是一种自杀行为，骗得了用户一时，骗不了一年甚至更短的时间。因此，自律、自觉，把产品做好做高才投入市场，是每一个行内技术人员和做老板的责任，也是所有企业赖以生存的基本原素。撰写此文，愿行内人士共勉之，不妥之处，望各界前辈高人多多包涵，本文并非专业权威文章，只求抛砖引玉而已。二 Led 开发和生产涉及到的知识领域1设计和生产led路灯，核心当然是Led，芯片和封装。就是上文所说的上游和中游工序。目前我们不研究上游产品的课题，在高技术大投资（超过以亿为单位的人民币）还有交叉专利，本文无意向上游生产商挑战，我们只能够挑选性价比合适的产品作为自己产品的核心芯片就可以了。2中游工序是必须要研究的，合格的封装工程师，会告诉老板和企业领导，什么是合格的芯片，什么是合格的配料，包括胶水，荧光粉和合格的操作，包括固晶，焊线，配胶、点胶、烘干，等一系列规范化的中游封装操作。合格的封装工程师是保证质量的关键，如果工程师一知半解，那么质量一定得不到保证的。如何评阶你聘用的工程师是合格的，非常简单，你让他从头到脚做几个样品出来，然后送到不是他管辖下的测试部门去做一系列的测试，看是否达到高水平参数。还可以拿样品去参加专业竞赛，看是否可以得到前列名次。3在保证了核心芯片的质量之后，我们要应用到首要的配件，便是芯片的支架，和支架固定的底座（散热盘），这个范畴，已经跨出了封装领域，而涉及到了材料和组装工艺了。支架目前有很专业的厂家，他们生产多种功率的支架，我们要研究的是，如何合理采购和应用，不浪费又不使之散热不利。散热底座是很考功夫的一个项目。目前一般都用铝材来做，而设计的大小，散热翅的型状和大小，都会与将来的光源温度产生直接的关系。金属热学，在这里开始作为主要课题出现在设计人员面前，如后文叙述到的，这里牵涉到金属热处理技术，分子技术和热传递技术。还有结合部的粘胶，不仅是起到固定作用，更为热传递提供了保证。这里又牵涉到热胶化学技术。4从芯片到支架，从支架到散热底座，每个步骤都需要紧密地焊接。在组装车间，熟练的焊接工人会将“虚焊”减低到最少程度，而相反，没有专业技术的车间或者家庭作坊，并不重视这个问题，将来，他们就会自食其果。5解决到了这一步，基本解决了光源和底座的问题，下一步牵涉到光学技术。传统的高压纳灯，金卤灯，都是360度发光，道路照明很早就有国家标准，改良为led路灯，同样要满足道路照明标准的要求。传统路灯的反光系统，散光片（或有或无），灯杯，灯具，都有一套设计程序。合格的路灯，应该满足道路照明的要求。而led是120度发光，其向路面的照明，不仅是让发光二极管自然扩散，而是同样有配光要求。这个功能是由透镜来完成的，大多厂家用阿加力做透镜材料是不明智的，因为容易老化变黄，严重影响光通量和色温，合格的路灯透镜应该是高质量的玻璃做成，而透镜的玻璃材料和配光参数，完全属于光学技术。6配光问题解决了，下一步，就是壳体了，也是至今为止，最容易让人忽视而洽洽是非常重要的部分。看到很多led路灯厂商，都是同一个灯模，无他，一般认为，壳体只是一个载体，能载住就行了，所以，为省钱省事，大多用公模，出来的型状一个样子，只是颜色有区别。其实远远不是那么简单。（1） 外型的设计，涉及设计的美观，实用，流线型，等形体设计技术。设计时要考虑到翅片的分布和多少，形状的合理和空气流通原理。（2） 材料的选择或开发，牵涉到金属材料分子的热传递技术，我们的工程师告诉我，金属分子的排列，随着合金材料的不同而不同，一般用铝或铝合金作为壳体材料是不错的，但是铝材的各种等级不同，导热传系数也不同，造成散热有很大的差异。高挡的路灯壳体的材料选择，是有专门的技术，铝合金中再加入了某某元素（涉及专利技术，这里不便公开）便可以大幅度改良热传导的性能。散热的原理，我们把热能假设为水流，把壳体假设为河床，如果河床中间有大大小小的石头，那么水流通过时会受到阻碍。热量在传导时受到阻碍，就会引成热沉淀，使整体温度升高，大家都知道，Led 最怕高温。而铝合金再得到合成元素的加入，就大幅度提高了热传导的性能，从而比一般壳体散热要高出很多。纯铝的热导系数是 237 (W/m.K)，铝合金一般较低于这个数字，有些铝合金需要应用在保温状态工业材料需要，甚至做到100 (W/m.K)以下的系数，所以，闭着眼睛随意挑选一种铝合金来做壳体，不知不觉已经走入了死胡同。（3） 外层涂料，同样是非常重要的因素。一般人认为，外涂只是一个色泽和美观问题，其实不然。我们知道，路灯是安装在户外，道路二边，天天飞沙走石，风吹雨打，工作条件是非常恶劣的。涂料又分保温和散热二个完全不同功能的涂料，因此选择好合适的散热涂料，有助于壳体的散热。再深入一步，路灯要经得住雨水的侵筮，雨水大多是酸性的，所以防酸又是一个课题。还有在翅片的空隙间，是否会容易积尘而造成堵塞？日光暴晒下，是否容易脱落？许多因素，都是需要考虑在内。一盏设计上优的路灯，所虑到的问题，不仅是内在，也包括外部。7第七个大问题，就是驱动了。这个问题，不是什么神秘的问题，但认真与否，驱动电源是否挑选优质的材料，你的工程师是否非常明白恒流对Led发光和寿命相附相成的一个定律？ 以求得最合理最科学的平衡数来恒压和恒流？这是将来路灯光通量、光衰、寿命，达到一个高指标的关键。8最后一个问题，便是整灯的防水的问题。上文所说的，过去几年，有些不合格样灯装在道路上，产生大片瞎灯的情况，其最大的可能，便是防水不过关，一段时间后，水份进入了灯具内部，造成短路，任何灯都会瞎，不是单单Led灯而已。一种原因是设计上本身存在缺陷，人们只注意灯具的背面的密封，认为水份，主要是雨水都是从上而下来的，只要象雨伞一样可以遮挡住雨水，防水就基本过关了，其实不然，水份有虹吸效果，自下而上，一样会让水份渗透到密封度不够的灯具内部去的。其二是不重视装配的紧密度和防水焊接部位，对产品没有经过严格的防水测试就贸然投入市场。其三是部件偷工减料其四是恒流没有做到合理参数。凡此种种，一个疏忽就要了命，况且几个问题都不重视或都没有足够的知识来做设计和生产？三 小结综上所述，led应用在道路照明（其实应该说应用在所有的