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行业“暴走”盛行 宣告照明界需解放LED思想

  如今,在快到2014年过半之时,许多LED企业都大张旗鼓的庆幸:今年终于赚了了,不再担忧。虽然一些企业在LED大爆发时期的选择抱团合作以图更大市场。这几年,其中又以珈伟股份、三安光电、鸿利、利亚德等为关注焦点,属中等或偏上规模。种种迹象逼表明,目前LED行业处在一个市场竞争激烈的阶段。以史为镜可以知兴替,从“前人”走过的弯路中,我们兴许可以得到一些启示。

  技术“死症” 走出来

  HV LED暴走业界

  目前广泛使用的LED是直流的,若要经由市电供电,须外加交流对LED驱动,易造成额外物料成本及能源转换损失,因此产业界已发展出以交流电直接驱动的高压LED(HV LED),可大幅提升LED照明系统的能源利用率和发光效率。

  在传统照明光源中,发光效率最好的是日光灯,其光源本身的发光效率约65lm/W。用于安定器的附加电路会造成13~20%的能源损耗,光源发光经过灯具的反射罩,其光源效率损耗约30~40%,因此在实际的照明应用环境下,日光灯的灯具照明发光效率约35lm/W。虽然光源自身发光效率高,但附加电路和灯具结构所造成的光损失,将会大幅降低灯源的发光效率。

  台湾自主性研发的高压(HV)LED技术产品,仅需简易的外加驱动电路,即可直接以市电110伏特(V)/220V驱动操作,并具备90%高功率因数(PF)、95%高能源利用率、高发光效率等优点。目前已于国际上取得发展先机,国内厂商晶元光电已陆续将HV LED晶粒产品出货给国外各家LED封装及应用大厂使用,国内也有多家相关厂商投入HV LED照明光源产品的开发,是为未来照明光源主流趋势。

  据了解高压LED与传统LED晶片两者在制程上的主要差异点在于绝缘基板的使用、绝缘沟槽的蚀刻及金属导线的制作。高压LED的核心概念是将制作于同一基板的多颗微晶粒加以串接而成,因此使用绝缘基板确保微晶粒间的电性绝缘是高压LED得以正常操作的基本条件。对于以氮化镓(GaN)材料所成长的LED而言,由于所使用的蓝宝石基板具备极佳绝缘特性,因此只要将微晶粒间的沟槽蚀刻至基板裸露,即可达到良好的电性绝缘。

  其中Philips Lumileds第一代高压式LED Luxeon H50-1(50V)型号封装元件,于85℃操作环境下,投入电力为1W,其发光通量可达67 lm。其后发表的Luxeon H(100V与200V)型号封装元件,于85℃操作环境下,投入电力为4W,其发光通量可达360lm。2012年发表的新一代HV LED封装元件Luxeon H50-2,可操作于环境温度85℃,以50V电源为驱动条件,其操作瓦数为2W,光源色温5,000K,元件的光通量可达205lm,光源色温2,700K,元件的光通量可达165lm;操作于室温环境25℃,光强度约略可提升至1.1倍,相对于输入电压电流光强度呈直线增加。

  而美国科锐(Cree)于2011年推出高压驱动的HV LED封装元件XLamp XM-L及XT-E(图6),可操作于环境温度85℃,以46V电源为驱动条件,其操作瓦数分别为2W及1W,光源色温5,000K,元件的光通量分别可达240lm及114lm;光源色温2,700K,元件的光通量分别可达172lm及87lm;操作于室温环境25℃,光强度约略可提升至1.15倍,相对于输入电压电流,光强度呈直线增加。

  攻破光学不均瓶颈 COB暴走LED天下

  所谓COB封装(ChiponBoard),是指LED芯片直接在基板上进行绑定封装。也就是指将N颗LED芯片绑定在金属基板或陶瓷基板上,成为一个新的LED光源模组。通常是按电源设计要求,用多颗小芯片配置在一起,组成一个大功率的光源模组,再配合二次透镜和散热外壳的设计,来开发电源效率高、散热性能好、造价成本低的照明设备。

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