LED照明技术创新发展
颜重光
Alec Yan
高工
Staff Engineer
北京大学上海微电子研究院
兼职教授
Shanghai Research Institute of Microelectronics, Peking University Adjunct Research Professor
2014-04
2013-2016年LED照明市场预测
技术创新引导未来 ? 新技术 ? 新工艺 ? 新材料 ? 新产品
LED照明技术的三大发展趋势
LED照明灯具已进步入新技术、新工艺、新材料、新产品的崭新时 代，LED照明灯具的新技术发展脉络十分清晰，顺之者昌。用四新设计 产品方可赢得市场。 LED照明技术的三大发展趋势： 1）LED光源从低压趋向高压。同功率的LED照明灯具可以用低电压 的LED光源和大电流（200-700mA）驱动来做，结果是灯腔高温很烫， 散热瓶颈难解；现在用高电压的HVLED光源，用小电流（10-50mA）来 驱动，灯腔温度下降很多。小功率的LED灯丝灯甚至不需要金属散热器。 思维的创新，引来新的生机。 2）LED照明灯具的散热器从全金属的走向塑包铝和全塑料的，很轻 松地解决了LED灯具复杂的隔离技术问题，省工、省料、省成本、省人 工。 3）LED照明灯具的电源因此从隔离趋向非隔离和高压线性驱动，大 大提高电源的效率和功率因数，节省成本。高压线性驱动电源还省去了 变压器和电解电容器，开创了LED光源与驱动电源芯片可同时贴片的大 规模自动化生产先机。 LED照明光源和照明灯具由此创新设计概念 ！
LED灯珠技术革新变化大
Technological innovation in LED lamp beads
LED光源的创新封装技术，引导发展高电压小电流LED光源。 LED light source of innovative packaging technology,To guide the development of the LED light source of high voltage and small current.
1）COB（chip on board）； 2）覆晶和共晶COB (Flip chip and eutectic COB)； 3）COF（ Chip On Frame ）； 4）ELC (embedded LED chip )； 5）多芯封装 (Multi-core package)； 6）LVLED串成HVLED灯丝；
Alec
HVLEDs 光源将成主流
LED灯珠应用 技术由散热难解的 低电压、大电流趋 向高电压、小电 流，HVLEDs因而 诞生，LED灯板设 计由高功率集中一 点发热趋向小功率、 多点发光、少量发 热设计，因此 HVLEDs将成主流。
80-100°C 驱动电源
Alec
LED灯珠
LED灯珠消耗的电能30%转化为光能，70%转化为热能。
LVLED趋向HVLED
LVLED VF=3.2V IF=150-700mA HVLED VF=45-280V IF=10-60mA
HVLED（高压LED）的理念和技术的诞生，给LED球泡灯的 设计技术灌入了新的希望和春风。HVLED采用较高的VF电压(45280VDC）和较低的IF电流（10-60m），在同功率的LED球泡灯 中，采用HVLED光源灯珠比采用LVLED光源灯珠的发光板，在点 亮时发出的热量要小了很多，HVLED灯珠采用均布型的光板布板 技术，使每一颗HVLED都有自已的散热空间，热量传导的途径比 较畅通，热量传导的速度加快，LED球泡灯内部灯腔的环境温度得 到有效的控制。
多芯封装HVLED
HVLED比较经济实用的设计制造技术就是在原来单颗LED管芯封 装的小空间中，改成多颗管芯封装的新模式，如MYS5054、 MYS2835里面封装3-6颗LED管芯，将其内部串联以后，单颗封装的 VF电压可达12VDC-19.2VDC。在LED光源灯板设计时将它们多颗串 联成为HVLED应用，实现高电压、小电流供电。
5054WST-6C
2835WST-4C
LED灯丝
LED灯珠板的散热
COB： 多芯封装：
Alec Alec
COB封装中心的LED管芯 的导热困难、散热不畅， 因此中心LED管芯容易因 过热而发生早衰。
多芯封装单颗的VF电压提高 了，很容易组成N颗HVLED 的均布设计，每颗LED灯珠 的有效散热途径畅通了。 发热标志
塑料散热器实现安全隔离
Plastic radiator safety isolation
?真正的环保材料——材料由玉米淀粉制造而 成，产品可以回收利用或者全降解，加工工 程耗能低、无任何废气、废水和重金属污 染； ?优异的绝缘、耐高压特性（>5000V)； ?无需任何金属辅助散热，散热效果与铝合金 不相上下； ?能有效屏蔽电磁辐射，易于解决整灯EMC 问题； ?150°C的高温下，三小时不变形，不开裂。
Alec
Alec
Alec
Alec
导热系数和传导对流散热的关系
LED灯具常用散热器
压铸铝散热器 冲压铝散热器
挤压铝散热器 铝散热器优点散热好，缺点导电、需隔离
散热器三大功能： 1）传导散热-----15-20%； 2）对流散热-----70-75%； 3）辐射散热-------5%；
新一代塑包铝散热器
轻松地解决了LED灯具复杂的隔离技术问题！
非隔离电源将成主流
? 开关恒流驱动电源 ? 高压线性恒流驱动电源
非隔离恒流驱动电源渐成主流
Non-isolated constant current drive power become mainstream
适用于高电压、小电流LED负载的应用； 优势：低成本，高效率，小体积； 产品优势： 电感单绕组，减低成本，提高生产效率； 内置不同大小高压MOSFET提高性价比； 电感和PCB通用，减低库存。
Alec
高压线性恒流驱动电源简洁低廉
Simple and inexpensive high-voltage linear constant current drive power
Alec
? 无磁性器件、无电解电容器； ? 无非标器件，便于批量生产； ? 高电压、小电流、发热较低； ? 高PF，高效率，低THD； ? 无EMI滤波；兼容可控硅调光。
Alec
新技术带来新一代灯具创新设计
LED灯丝灯泡的系统结构
LED灯丝灯的系统结构，由LED灯丝柱、驱动电源、 玻璃灯柱支架、玻璃泡、标准灯头五金件几部分组成， 都是低成本的器件，可以生产大众照明需要的平价LED 照明灯具。如1.8W的LED灯丝蜡烛灯，BOM成本在 RMB10元以下；3.6W的LED灯丝球泡灯，BOM成本在 RMB15元以下。
LED灯丝—颠覆传统封装
? 以玻璃、蓝宝石或透明陶瓷为基板，N颗小功率LED管芯串联 的封装技术，先在玻璃基板上贴蓝光+红光LED管芯，连接后整体 喷涂黄色荧光粉。或全部是蓝光LED管芯，通过调整荧光粉的配 比，来调整LED灯丝条的色温。 ? 单串VF电压在70-80V左右，一般设计工作电流为10-15mA。
高压LED灯丝柱的结构
? 日本牛尾光源(UshioLighting) ? 深圳源磊科技 ? 杭州中宙光电 、杭科光电 ? 亚浦耳 ? 瑞丰光电 ? 昆山美迪森 ? 宁波美亚 ? 苏州新纳晶、新三联、恒星高虹
LED灯丝柱的最大特点 是360度全角度发光，采 用高电压(75-90VDC)、 小电流(10mA)驱动工作 状态。