發布日期：2022-04-17 點擊率：75
【導讀】大功率或高亮度LED是通過在照明性能、能效、耐用性以及節省成本方面提供空前的好處激勵了照明產業。但是這是不是就代表了大功率LED是最好的選擇呢？應該從哪些因素來考慮呢？
毫無疑問，大功率LED的發展是最近幾年沖擊照明技術產業最有意義且最具有影響力的創新事物之一。大功率或高亮度LED(籠統地定義為具備至少一瓦特容量的LED)通過在照明性能、能效、耐用性以及節省成本方面提供空前的好處激勵了照明產業。但是，當業界廣為贊嘆大功率LED技術所帶來的眾多好處，并且這些好處在LED頂尖制造商及供應商迅速擴展的大功率產品目錄中有所體現時，有一點值得注意，那就是大功率未必就是所有照明技術應用領域的最佳選擇。
事實上，標準LED技術在提供同等亮度性能時，產生顯著的成本、設計和性能優點的情況并不少見。本文將說明在決定標準LED照明或大功率LED照明是否是產品的最佳選擇時，需要全面考慮的主要因素。
標準LED與大功率LED的對比
將標準LED陣列與大功率LED對比時，為說明標準LED是如何對設計過程、成本和空間節省產生重要意義的，可以考慮一個需要90流明光輸出或亮度的理論應用。這種亮度可以通過使用一個1W的大功率LED或一個由六個5mm標準LED組成的陣列來實現，其實例分別為來自Lumex公司的SML-LX1812UWC-TR和SML-H1505UWC-TR。
簡化設計過程
由于需要考慮極大簡化熱管理，因此相對于大功率技術所需的設計過程，標準LED陣列所需的設計過程要簡單得多。在我們的理論例子中，驅動1W LED需要350mA電流，而六個標準LED陣列僅需120mA電流。大功率技術需要使用散熱片和金屬芯PCB板，以確保避免結點溫度過高而造成的效率損失、使用壽命降低或者褪色。
因為標準的LED不需要使用散熱片、金屬芯印刷電路板(MCPCB)、電容器或電阻器，所以這些LED更易于設計、測試和制造。這種簡化的過程不僅為生產過程節約了時間和金錢，而且還可以加快產品的上市時間。
節省成本
大功率LED需要進行熱管理，這極大地增加了LED的成本。在設計過程中，最昂貴的附加物就是散熱片。散熱片可以由各種金屬材料制作，這些材料既包括相對便宜的鋁，也包括導電性能更好但卻更昂貴的材料(如銅和銀)。這些昂貴的材料可能導致大功率產品的成本增加1~10美元，而標準LED器件就可以避免這種成本的增加。
同樣，大功率LED也需要使用MCPCB作為另一種被動冷卻技術來控制結點溫度。因為MCPCB的材料具有更好的導熱性，所以相比于標準LED使用的更便宜的FR4 PCB，這些電路板的散熱效率更高。然而，其成本卻可能高達FR4 PCB成本的5倍。使用更便宜的FR4 PCB，根除對昂貴散熱片的需求，以及簡化設計的考慮事項，可以節約高達60%的成本。
節省空間
當設備的內部空間限制非常大時，標準LED通常是最佳的選擇。如上所述，大功率LED需要額外使用散熱片以及總體來說較占空間的冷卻技術。其首要任務是創造更多的表面積，以通過對流和輻射冷卻。表面積較大可以更有效地幫助減少熱量，但是同時也增加了大功率LED的體積。這對于較小空間和較小產品而言，增加了設計障礙。
標準LED陣列通常不需要占用空間的驅動器、電容器和電阻器(這些均為大功率LED所需)，從而節省了高達50%的空間。針對有限空間的應用，標準LED陣列可以提供與大功率LED相等的亮度，而同時又能極大地節省空間。
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標準和大功率應用
因此，如何能夠斷定一個大功率LED或一個或多個標準LED的組合更適用于某個特定的應用呢?對于某些設計而言，可以很清楚地做出選擇。
體積較小、通過電池供電或便攜式的設備(例如消費類電子產品、重點照明和標準指示燈等)，已經在很長一段時間內使用了標準LED，而且有可能繼續使用。同樣，一些領域將會繼續使用大功率LED技術，包括：一般戶外照明、大面積的室內照明(軌道燈、燈泡替換物)以及汽車前照燈等。
但是，其他領域處于灰色區域，可能需要認真思考。這些領域包含了空間較小的照明，例如：汽車手套箱和車廂、室內和室外標志、牙科和醫療設備以及工業控制狀態指示燈等等。
更合適的技術
LED制造商可以幫助客戶找到一種有效的途徑走出灰色區域，并為他們選擇合適的技術。下面列舉了一些例子。
一家領先的器具制造商從事于冰箱內部的照明設計。最初的設計需要三個大功率的1W LED，以便滿足特定的亮度水平要求。Lumex為該制造商提供了一個可選擇的解決方案：使用一個配有特殊透鏡的、由18個標準的高亮度5mm LED組成的陣列。通過將三個大功率LED換成18個標準的LED，這家器具制造商節約了50%的成本，并在冰箱內未產生任何的過熱。
有時，大功率技術非常適用于這些灰色區域。另一個客戶(一家校準監控系統供應商)與Lumex接洽，以分析他們現有的3×3英寸板(使用了36個1/4W標準表貼LED)的效率。Lumex為其提供了一個定制設計解決方案：使用9個1W大功率器件替代這36個1/4W LED，而又不改變功耗要求。盡管需要添加MCPCB，但這種新技術卻仍然節省了25%的成本和15%的空間。
做出正確選擇
為產品選擇合適LED的最佳途徑是和供應商進行交談：他們擁有各種標準的和大功率的LED。供應商應設法真正了解客戶的特定應用要求，而不是為客戶推薦一種千篇一律的特定技術。
優秀供應商將設法了解客戶的特定技術需求，并通過提出問題確定所需的最大/最小強度輸出、可用的功率、整個系統的理想成本范圍、內部空間限制、照明區域的大小、產品的使用領域以及一般的工作溫度，來制定一種定制的解決方案。徹底研究這些標準可以幫助客戶決定更適用于應用的是標準LED還是大功率LED，同時，也會對產品設計的成功和最終效益產生深遠影響。
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