LED照明替换式设计的个人见解

1、led照明走替换式设计在人类历史长河中，从没有哪个照明设备像LED这样还没有成熟就被寄予厚望，但是缓慢的发展，也使的 LED产品过于概念化，缺乏客户基础。即便现在政府正在以LED路灯为突破口试图扶持 LED的成长，可LED无论是民用还是商用的客户群依旧没有形成。在这 个时候有一个危险的信号：LED厂商已经把压缩成本作为第一要务！很多公司将LED的电流做大以在维持 亮度不变的情况下减少灯芯数量以节约成本，或者压缩PCB面积，抑或是减少安规器件等方法，当然大家要相信中国的公司在压缩成本方面的先天优势。暂且不说 这样做对于产品安全问题的影响，就产业群而言，LED在还没有市场的情况下就进入了价格洗牌的

2、局面，这对整个产业来说是不利的，资金大头的进入会加剧中小企业的衰亡。这是一个危险的局面，一方面 LED的技术发展将会停滞甚至于退化，另一方面成 本的压缩，或者说过多的关注成本无法保证最终产品特质，将很大的程度上不能展示LED的优势。因此我斗胆，认为此时的LED产业发展方向错了。现在的LED产业为了打开民用市场，多是将 led灯具设计成可替换方式，即直接 替换现有的灯具。但是在灯具发展的过程中，除了紧凑型灯管直接替换白炽灯以外，鲜有 直接替换的模式，像 T8、吸顶灯几乎是荧光灯的专利，而吊灯依旧是钨丝灯的天下，LED为什么一定要走替换的道路？现有的替换灯具这种设计方式有什么缺点？1. 散热LED

3、的耐热很差是人所共知的，必然会带来灯芯寿命的问题。现有的led灯的设计往往散热难以达到要求，在一个散热要求非常苛刻的领域，却使用十分低劣的被动散热 方式，而且多是风冷，甚至是封闭式的风冷。像一些灯具在驱动板和铝散热片之间要加塑 料套管以增加绝缘的可靠性，还需要灌散热硅胶以提高散热能力。而T8的灯管灯管还是封闭的，灯芯只能依靠空气对流传热到灯管背面的铝管上进行散热。一般这类灯的内部温度 都会有七八十度。并且要是兼顾散热，重量又是问题；兼顾重量，散热难以保证，这在现 有设计中是两难的选择，尚没有可行的标准。2. 寿命led 灯芯寿命随温度的升高而呈指数降低；电解电容温度每升高十度寿命降低一半；MO

4、S温度升高，内阻增加，损耗增加，温度又会升高 （恒流模式），最终烧毁。当然， 国内的厂商没有给出具体led灯具的寿命，宣传的时候只是提到 LED灯芯寿命十万小时， 但是LED的寿命瓶颈在系统驱动板，往往 LED灯芯没有损坏，系统驱动已经挂掉了。另外LED的光衰是非常严重的，所以灯具的寿命应该也要考虑视觉感受，就是经过多长时间灯具的 亮度 降低到视觉上觉得暗的程度，可以认为寿命到了，客户就会考虑更 换灯具，这个寿命是厂商都没有给出来（或者没有办法给出 ），但这非常重要。再而言之，现有的LED家用照明多数受体积限制，防护方面很难做的很好，在电压波动较大，干扰严重的区域，现有的低功率的设计是一个考验

5、。而最重要的是，LED的寿命和公司的寿命是否成正比，假若宣传10年的LED灯具2 年就坏了，而半年前这家公司已经关门大吉，用户是否会去冒这个风险？3. 重量螺旋类接口的灯具中，荧光灯的重量只有LED灯具的数分之一，由于没有了散热片的问题，荧光灯的重量对灯座来说可以忽略不计，但是LED的重量对灯座是一个很严重的考验，尤其是7.8W的螺旋接口 LED灯，其重量是很危险的，这一点又有哪个商家考虑 了？4. 价格一般的led驱动板在70度的温度下可能寿命仅 5年（家用），远没有达到LED灯芯 10 年的“概念”。所以相对比同等亮度的荧光灯来说，即便荧光灯只有1 年的寿命，1W1元的荧光灯要远远比1W1

6、0元的LED划算得多。尤其是 LED灯具损坏往往灯芯没坏，却 要整个灯更换。算一算因为十分之一的驱动板却要丢弃剩下十分之九的灯 （ 灯芯和散热片占 了整个灯具绝大部分的成本 ） ，如果每一个厂商都没有做好回收再利用的话，客户是不会喜 欢这样的产品的。5. 效率也许有人会很奇怪，LED是节能产品，为什么要考虑效率的问题？我在这里提到 两点，一个是PF值，一个是系统效率。由于现有的LED设计多数都是低功率的，受成本的压力均采用被动 PFC（填谷式），PF可能最高90,远远小于主动 PFC动辄99的效率，对国 家而言用LED取代发光效率非常接近的荧光灯是个压力。由于LED的灯具现有的设计（除了路灯之

7、外）多数都是小功率的，像是 4.8W, 7.2W 等,器件的损耗占了很大的比例,隔离方式的必然很低,为了提高效率而采用非隔离方式 不但要在安全上做很好的设计,而且效率也仅仅在 80左右,很不理想。并且,现有的 LED 生产厂商到底LED的光照度做到了多少，都没有提供准确的数值，往往发光亮度远远小于 标称值。6. 光感光感，就是人眼对 LED发光的视感一一视觉感受。因为led灯作为一个照明的产品，其视感是非常重要的。LED 一个优势是光谱纯净，但是这在视觉上面却是一个非常严重的劣势。人的眼睛是不能长时间观测一个单色谱的光源,尤其是发育期的婴幼儿、儿童 等,市场上推出的纯冷白光的儿童护眼灯是不合适

8、的,即便是不闪的,在这方面暖色调的 全光谱的白炽灯才是相对最合适的（以太阳光为参考,不可否认,太阳光才是生命最需要的）（如果大家有了解LED植物生长灯的，就应该考虑一下既然植物生长都需要调制的光 源，人眼更需要）。当然，LED可以调制，但是比较麻烦，比较专业，需要理论和大量的调 研数据支持,是很多均光材料厂商或者 led 光源厂商抑或是方案供应商难以实现的。LED是点光源，所以一般 LED的灯具颗粒感都比较明显，并且其发光位置比较集中,目视灯具的时候会有刺痛感,这种感觉在其他光源中一般只有大功率的才会出现。所以LED需要在均光上面做更好的设计，以实现在保证亮度的情况下，将点光源尽量扩展成 面光

9、源，提高眼睛的舒适度。再有就是很多产品都会做 LED调光设计，以节约能源，且不说低功率的时候效率 的问题，由于线圈中的电流的存在，会导致调光设计中灰阶变化不连续，也就是说按比例 调节的过程中，LED的亮度会慢慢变亮再突然变亮，视感很不舒服，调光技术还是需要开 发。从这几方面说， led 灯具的设计还需要进一步的开发。个人的建议：对于LED的灯具开发，我并没有接触整灯的设计，仅仅做过驱动电源的设计，所以这里面的说法仅仅代表个人的想法。LED有什么优势？除了光效率高，节能，无污染之外还有一个非常特别而常常被 忽略的优势一一低电压驱动。之所以提到这一点，是LED可以作为低电压的安全照明来使用，将电源

10、和灯芯，高压的部分就不会和用户直接接触，而避免一些安全问题的出现，例 如现有的灯具在破损的时候更换而出现的安全问题。但是现有的很多LED设计采用非隔离模式以提高效率，使得灯头依旧是高压，十分的不安全。相比较现有的LED家用照明电源和灯芯放在一起的设计，我更倾向于路灯上开关电源 +恒流模块+灯芯的分离式设计。使用开关电源可以保证PF和效率，而且在防护方面可以轻易做得非常好。若是所有的4.8W的光源全部采用一个开关电源供电，首先正常运作的时候PF、效率都可以保证的，即便是加上线上的损耗 （使用23号线过1A电流，大约损耗 0.7W/10m） 这远远低于4.8W的现有设计的损耗（0.3A14 V,效

11、率约80，损耗近1.5W）。简单地说，将家 里面能用到的所有LED小功率的灯具全部使用一个开关电源，用铜线将低压直流电送到灯 芯上面，即便考虑走线的长度带来的损耗，也远比现有的方案经济。散热上面如果可以采用 CPU上面使用的主动散热设计，效果绝对是满足要求的， 要知道CPU对温度比led灯芯更敏感。单独为LED开发散热片模具的费用就是问题，还不 保证公司是否具备散热设计的专业资格，而使用CPU的散热器则相对好得多，当然样式上不是那么的正式。在淘宝上面有一家DIY模式的店铺，50WLE啲用了 CPU的风扇。这样来说，效率和散热的问题都可以得到很好的解决，不但解决了寿命的影响， 更换起来也十分方便

12、，LED灯芯亦是工作在安全电压之下，即便直接触摸也不会产生危 险，也许是一个可行的选择？LED是一个不闪的光源，为了节能非得要闪，虽然对眼睛好不好没有定论，但是 毕竟是丢西瓜捡芝麻。我倒认为可以采用 8421 这样的比例直接用开关控制多少个灯亮，倒 是个调光的好选择。不过，我个人看现在的 LED市场，单纯依靠替换、模仿是走不出去的。电源的设 计可以学习，可以采用某某方案，但是替换式的灯具永远不可能占据主流市场（除非有一个非常的优势，无论是光效还是价格，这点LED都不具备）。LED在替换式的设计中已经走向了牛角尖，在还没有打开市场的情况下，厂商又把原因归结到价格因素，拼命地压缩成 本，实际上是错误的，荧光灯一个20元（紧凑型，使用 MOSFE驱动，T8灯管约4元），而相同亮度的白炽灯只要 8角，这么大的价格差距荧光灯却依旧占据了主流市场，是因为荧 光灯走出了与白炽灯不一样的，更方便的、独有的结构，如果当初荧光灯只想到完全替换 白炽灯，没有U灯管，T8等灯管的样式，相