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LED照明技术创新发展

颜重光 高工Alec Yan 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

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；

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 thedevelopment of the LED light source of high voltage and small current.

Alec

HVLEDs 光源将成主流

LED灯珠

驱动电源

80-100°C

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。Alec

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=150-700mAHVLED 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(45-280VDC）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HVLEDHVLED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。

COB： 多芯封装：

发热标志

AlecAlec

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

挤压铝散热器

冲压铝散热器

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%；

铝散热器优点散热好，缺点导电、需隔离

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

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

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。

平价LED灯丝蜡烛灯和球泡灯

Alec

光效110-115 LM/W 显色指数81-88光效110-115 LM/W 显色指数81-88光效110-115 LM/W 显色指数81-88

Alec Alec

LED灯丝灯的电源

AC230V EMI符合 EN55015 标准

一体化光电引擎成灯具厂新宠The integrated optoelectronic engine into the new darling of the lamp factory

Alec Alec

环形HVCOB光电引擎

环形LED的COB布局，造就高电压、小电流的应用新技术，灯板不烫！

高压线性恒流驱动电源简洁，利于光电零件的一体化自动化快速生产！

AlecAlec

裸晶HVCOB光电引擎

将光电引擎的成本降至极致！

Alec

LED球泡生产更为简捷

高压线性驱动平价LED灯方案

高压线性非隔离方案

光电引擎

新概念高导热塑料工矿灯

普通LVLED工矿灯 高导热HVLED工矿灯

5-6Kg 1.85Kg

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工矿灯设计创新思维

采用均布HVLED技术

采用高压线性驱动电源

Alec Alec

AC直接驱动组合模块

AC直接驱动组合模块

采用高压线性驱动电源

Alec

LED灯具创新设计思路

大多数WLED灯具在长期使

用后显色指数发生变化；涂覆在蓝光LED表面的黄磷

荧光粉在LED灯珠点亮后的高

温烧烤下，显色指数会发生变化，趋向老化是主因；黄磷涂覆层与蓝光LED保持

一段距离是可行的解决方案；黄磷荧光滤色片外置使LED

灯具的颜色设计变得随心所欲。

WLED显色变化问题

蓝光LED光引擎

Alec

LED医用头灯

Alec

LED空气净化机

LED紫外线、

负离子金字塔结构杀菌；

PM2.5、甲

醛、苯系物有效过滤；

静音，风速

可调；

Alec

“LiFi”（LightFidelity）新技术

LED可见光上网的理想状态

Alec

“LiFi”LED光通讯尚需时日光的本质还是无线电波，属于电

磁波的一种，因此用可见光来传播网络信号的基本原理是与无线网络一致的。通过发射器将LED中的恒电流改

变成通信电流，控制它每秒数百万次的闪烁频率，比如亮表示1，灭代表0，通过这种方式，LED灯泡可以快

速闪烁由此传输二进制编码；接收器接受变化的数百万次闪烁，对收到的二进制编码进行解读，使电脑就能“读懂”光线里隐含的“密码”，解析成图像和文字，从而实现“灯光上网”。据说这二台设备造价3-5万元？如此

性价比只能是实验室的宠儿，因此，如要进入市场实用，必须开发好几颗专用集成电路，将那二台笔记本面积大的设备大大浓缩，至少要将一套装置能变成一个手机大小才有实际应用的价值。

Alec

13701600663alecyan@sh163.net

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