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东芝照明与夏普新型LED灯泡内部构造揭秘

2009-10-12 13:01
铁马老言
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  东芝照明与夏普新型LED灯泡内部构造揭秘(一) 

  东芝与夏普新型LED灯泡揭秘(二):散热器构造不同

  新型LED灯泡内部构造揭秘(三):电源电路尺寸明显不同

  新型LED灯泡内部构造揭秘(四):变更散热方式实现低成本

  新型LED灯泡内部构造揭秘(五):提高LED封装的散热性

   以发光二极管(LED)为光源的照明器具凭借功耗低、寿命长的特点逐渐开始在市场上渗透。其中,意欲替代白炽灯泡、灯泡型荧光灯等传统灯泡的灯泡型LED照明(以下,简称LED灯泡)近来更是备受关注。因为按照LED寿命计算的灯泡的单位时间价格已经与传统灯泡相当,所以,有望在普通家庭中加速普及。

  率先推出低价LED灯泡的厂商是夏普。夏普于2009年6月11日宣布,该公司将以实际售价不到4000日元的低价格为卖点进军LED灯泡市场。这一价格的设定非常具有冲击力,约为当时LED灯泡市售价格的一半。在2009年3月开始销售LED灯泡的东芝照明(Toshiba Lighting)迅速做出反应,于夏普产品发布的11天之后,即6月22日发布了与夏普同在7月15日上市的新型低价LED灯泡产品*1、*2。

图1:低价LED灯泡东芝照明与夏普陆续上市了价格约为以往一半,即零售价不到4000日元的普通灯泡型LED照明(LED灯泡)。为了防止发光效率下降、寿命缩短,LED的散热非常重要。因此,LED灯泡的下半部分为铝合金铸件制造的散热器  
  灯泡的下半部为散热部件

 

  低价格化并不意味着LED灯泡可以抛弃功耗低、寿命长等特有的优点。而且,产品要想立足于市场,还需要具有较高的散热能力。

  LED灯泡发出的光线中红外线成分少。因此,与白炽灯泡、灯泡型荧光灯相比,光线照射部分升温较慢*3。但LED自身会发热,所以散热对策不可缺少。一旦超过LED芯片的容许温度,LED的发光效率就会下降,对灯泡的寿命也会产生不良影响。

  从外部来看,LED灯泡的特征可以说是提高了散热性的结果。从侧面看LED灯泡,整体下侧的一半以上为散热器(图1)。东芝照明、夏普都采用了铝合金铸件制造的散热器。

  比较二者的散热器,除颜色外,形状差异也非常明显。在高度方面虽然夏普产品稍微多些,但散热器沟道面积则是东芝照明的较大。东芝照明产品的沟道深度从下到上逐渐递增,而夏普的则是上下基本等高。

  散热器的表面积越大,散热性能越高。在外形尺寸有限的情况下,加大沟道深度是增加表面积的方法之一,但随着沟道深度的增加,电源电路底板、树脂壳等的内部安装空间会随之减少*4。

  东芝照明的散热器内部空间为圆柱形,夏普产品则为接近外形的圆锥形(图2)。树脂壳在保持绝缘性的同时,把电源电路底板安装在灯泡壳体上。

图2:LED灯泡的主要结构东芝照明LED灯泡散热器(外壳)的圆筒侧面有16片直角三角形沟道,上覆圆板。上面直接固定LED基片。


  图2:LED灯泡的主要结构东芝照明LED灯泡散热器(外壳)的圆筒侧面有16片直角三角形沟道,上覆圆板。上面直接固定LED基片。电源电路底板固定在杯状树脂壳中,从散热器下方插入。另一方面,夏普LED灯泡的散热器呈有锥度的圆筒形状,表面安装有60片高度不到几mm的叶片。LED基片固定在散热器上方覆盖的圆板状金属板上。电源电路底板固定在散热器上方插入的圆锥形(但侧面大部分镂空)树脂壳A中。

  LED芯片是LED灯泡的最大热源,在灯泡中是把复数个LED芯片封装在一起,然后安装在铝合金制成的基片上的。这种铝合金的LED基片被固定在散热器的上部。夏普的产品中,LED基片与散热器之间还夹有金属板。

  本文将结合东芝照明产品及夏普产品的LED灯泡拆解图,详细介绍其内部构造。

*1:夏普最初预定的上市时间为2009年7月15日。但该公司于7月9日发布了因“预定超出预计”而延期上市的决定。支持调光器、配备调光/调色功能的LED灯泡将于同年9月1日,其他LED灯泡将于同年8月1日上市。

*2:灯泡巨头松下虽然在2009年3月举办的“Lighting Fair 2009”展会上参考展出了灯泡型LED,但截至2009年8月上旬,该公司“还没有投产的具体计划”。

*3:LED灯泡光线中紫外线区域的成分也比较少,因此还具有不吸引紫外线敏感昆虫的优点。

*4:增加表面积需要加大叶片高度,或者缩小叶片间隔(增加片数)。东芝照明在确定叶片的间隔和高度时参考了散热器周围的空气流动(对流)。
(编辑:逍遥)

   东芝照明与夏普新型LED灯泡内部构造揭秘(一) 

  东芝与夏普新型LED灯泡揭秘(二):散热器构造不同

  新型LED灯泡内部构造揭秘(三):电源电路尺寸明显不同

  新型LED灯泡内部构造揭秘(四):变更散热方式实现低成本

  新型LED灯泡内部构造揭秘(五):提高LED封装的散热性

 

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