LED glass lens /Glass lens street light/Floodlight
如何判断 LED 灯具散热优劣?

灯具的颜值是外观、灯具的核心是芯片、灯具的灵魂是光学⋯⋯这内外兼修的节奏,似乎已经把灯具的整个生命透视了个彻底。举个应景的例子:如果说一个城市的下水道代表着这个城市的良心,那么,灯具的散热,就是灯具这颗容易被忽略的良心,无论颜值多高、核心多好、灵魂多高尚,遭遇了散热不良,等于良心坏掉全盘倾覆,是个一票否决的重要点。所以,灯具的散热系统是否优秀,则显得十分重要!

       LED 灯具区别于传统灯具,一般都有个很明显的标志:后面有散热片。并不是因为 LED 温度很高需要散热。恰恰相反,正是因为 LED 属于冷光源,芯片很“怕热”,才要做好散热,让它能稳妥工作。

图:散热器几乎成为 LED 灯具的特征。

图:别以为散热器都是看不见的就没有颜值,工业设计可以说是设计美学的最高境界。

      LED热管理

图:LED 热量传导示意图

       热量的产生与走向,专业术语叫做“热管理”。如上图所示,LED 芯片,是发出热量的源头,也是最怕高温的位置。我们需要把它发出的热量迅速传到基板,再传到散热器,再散发到外界,以保证芯片的温度不会过高。

       以上的整个过程,就是一套“散热系统”,一般分为三大块:

       1、热量的产生:LED 芯片工作发热;

       2、热量的传导:热量通过基板等中间路径到达散热器;

       3、热量的散发:热量通过散热器散发到外界。

      如何判断LED散热的优劣?

图:红外热成像仪,是常用的非接触式温度测量设备。

       一款散热设计合理、制作精细的灯具,散热能力和功率有相应的对应关系。散热片的体积、重量决定了热量的储存能力,所以散热片一般都是个大坨坨。散热片的面积决定了最后的散发能力,为了加大面积,一般会做成各种柱、网、片等形状。

       散热器在灯具的成本里占了很大一块。某些偷工减料的工厂为了节约成本,会以次充好、以小充大。那么问题来了:我们如何判断一个灯具的散热器做得好不好呢?

       当然,最直接的方法是测量灯具工作时 LED 芯片的温度,专业术语叫做“结温”。管他怎么吹,结温控制在可接受的范围内,那就是做得好,反之就是偷工减料了。

       但是,结温不是那么容易测量的,需要一连串的专业设备和方法,才能准确测量出灯具内部核心位置 LED 芯片的结温。有时,即使用专业设备,也只能从外部看到表象,无法深入测量。

图:使用专业成像仪,也只能看到外部的温度,而无法知道芯片的结温。

       我们一般的设计师、工程商,在选择灯具时,显然无法去测量结温。最土的方法是——用手摸……那么,模上去烫好?还是不烫好呢?

       首先澄清一下:用手摸感触测试 LED 灯具温度,本身不具科学说服力,毕竟不同之人感知温度的敏感度有所差异。然而,当测试设备不在现场的情况下,用手摸也能粗略判断灯具温度的高低,前提是灯具温度要低于烫伤手的温度下使用。

      手摸散热器不烫,不一定好

       当 LED 灯具正常工作时,好的散热器必定温度较低,但温度较低的散热器未必就好。

       是不是有点绕?呵呵…… 我们先看看示意图:

图:芯片热量不多,传导良好,散热足够,手感温度不高。这是个好散热系统,唯一的“缺点”可能就是有点浪费材料,呵呵~

那为何手感温度低的散热器并不一定是好的散热器?问题主要出在热的传导环节。当热源产生的热量无法顺畅的传送到散热片上时,热量积聚在热源附近,靠高温差传导热量到散热片上,故而手感温度不高。

图:如果基板下面有杂质,没有和散热器良好接触,热量传不出来,集聚在芯片。外面摸不热,其实里面芯片早就高温啦!

      手摸散热器很烫,肯定不好

       如手摸散热器很烫,散热系统必定不好,要么散热器散热能力不足,存在小牛拉大车的可能;要么有效散热面积不够,使得热量无法快速的同环境空气进行热交换,导致灯具同空气以高温差进行散热,从而手感很烫。

图:散热器体积或面积不足,芯片的热量不能及时散发出去,就会造成手摸很烫。

       有些散热器看上去很粗大,其实“有效散热面积”是不够的。一套散热系统,其中部分能够充分接触环境空气并且空气能迅速自由离开的散热片面积,才能称为“有效散热面积”。其它无法被空气自由充分接触面积的材料,充其量只能算是热容材料或热辐射面积。

       这些都是靠眼观手测物理方法,而且不好鉴别,那么怎么系统地去鉴别 LED 灯具的散热优劣呢?小编为你推荐:

      “半小时照度法”测结温

       既然我们没法直接测量结温,那有没有间接的方法可以得知结温呢?庆幸的是,一般 LED 结温升高,光通量会下降。那么,我们只要测量灯具照在同一个位置的照度变化,就可以反推出结温的变化了。

       具体做法是:

       1、选择一个不受外界光干扰的场所,最好是晚上,关掉其他灯。

       2、冷态开灯,立即测量一个位置的照度,记下此时读数为“冷态照度”。

       3、保持灯具和照度计位置不变,灯具持续工作。

       4、半小时后,再读取此处的照度值,记下读数为“热态照度”。

       5、如果两个数值相差不多(10~15%),则此灯具的散热系统基本良好。

       6、如果两个数值相差很远(大于20%),则此灯具散热系统值得怀疑。

图:“半小时照度法”间接测量结温变化。

       只是具体照度会下降多大比例才是合理?这个要看具体 LED 芯片的规格性能,而无法简单的规定范围比例。

      “半小时照度法”的适用范围

       我们列举几个常用芯片的“光通量 vs 结温”变化曲线,可以从此曲线看出,光通量下降多少流明,可以间接得知结温上升到了多少摄氏度。

图:OSRAM S5(3030)芯片,光通量比25℃时下降20%时,结温已超过120℃

图:OSRAM S8(5050)芯片,光通量比25℃时下降20%时,结温已超过120℃

图:OSRAM E5(5630)芯片,光通量比25℃时下降20%时,结温已超过140℃

图:OSLON® SSL 80 White芯片,光通量比25℃下降15%时,结温已超过120℃

图:Luminus Sensus Series芯片,光通量比25℃下降15%时,结温已超过105℃

       从上面几张图可以看出,如果半小时后的热态照度比冷态下降20%,基本上结温都已超过芯片的耐受范围。基本可以判断散热系统不合格了。

标准(基准)光源

       标准(基准)光源是指模拟各种环境光线下的人造光源,让生产工厂或实验室等现场也能获得与这些特定环境下的光源基本一致的照明效果。标准(基准)光源通常安装在标准光源箱内,主要用于检测物品的颜色偏差。英文名:Standard Light Sources。

       人造的标准光源主要有如下10种类型:

       ⑴ 模拟蓝天日光——D65光源 色温:6500K;

       D65–国际标准人工日光(Artificial Daylight) 色温:6500K 功率:18W;

       ⑵ 模拟北方平均太阳光——D75光源 色温:7500K;

       ⑶ 模拟太阳光——D50光源 色温:5000K;

       ⑷ 模拟欧洲商店灯光——TL84光源 色温:4000K;

       TL84–欧洲、日本、中国商店光源 色温:4000K 功率:18W;

       ⑸ 模拟美国商店灯光——CWF光源 色温:4100K;

       CWF–美国冷白商店光源(Cool White Fluorescent)色温:4150K 功率:20W;

       ⑹ 模拟另一种美国商店灯光——U30光源 色温:3000K;

       U30–美国暖白商店光源(Warm White Fluorescent)色温:3000K 功率:20W;

       ⑺ 模拟指定的商店灯光——U35光源 色温:3500K;

       U35–美国零售商塔吉特-Target指定对色灯管,色温3500k;

       ⑻ 模拟家庭酒店暖色灯光——F灯 色温:2700K;

       F–家庭酒店用灯 色温:2700K 功率:40W;

       ⑼ 模拟展示厅射灯——Inca灯 色温:2856K;

       A–美式厨窗射灯 色温:2856K 功率:60W;

       ⑽ 模拟水平日光——Horizon 色温:2300K;

       TL83 –欧洲标准暖白商店光源(Warm White)色温:3000K 功率:18W;

       UV–紫外灯光源(Ultra-Violet)波长:365nm 功率:20W。

       标准光源是几种灯光同时安装在一台标准光源箱内,如T60(5)标准型的标准光源箱包含了D65、TL84、CWF、F、UV五种光源,Color-60八光源包含了D65、TL84、TL83、CWF、U30、UV、F/A共八种光源。

       标准光源的选择和开启,采用的是轻触按键操作模式,只要按一下对应光源名称的按键,这种标准光源就会点亮。个别客户要求同时开启两种或多种光源时,可同时按下多个按键。

       关于应该在什么时候使用哪一种标准光源,一般根据客户的指定要求而定,如果客户没有特别要求,通常选择D65标准日光即可。

       标准(基准)光源必须符合国际照明学会CIE的标准。当然,CIE的要求往往是一个很宽的范围,如照度范围宽达750Lux-3200Lux,对某些光源的色温范围也允许有±500K的误差。

       而一些大型企业的标准要高过CIE的标准,特别是知名的标准光源生产厂家,采用了更加严厉的生产标准,如光源的色温范围控制在±200K以内,以保证灯光在使用一段时间后,仍然在国际标准的范围之内。

色温、光效与显指间的相互关系

目前市场上主流白光LED,是由蓝光芯片激发黄色荧光粉制作而成,这种方法制作相对简单成本低而得到普遍运用。

       高显的产品首先要光谱全面才可以达到高显,比如要有三基色R、G、B三种光谱混色后显指就高,照在物体上透过漫反射到人眼识别会有很逼真的效果。

       而我们目前用蓝光芯片激发黄色荧光粉他本身就只有两种光谱,蓝色和黄色,缺少红色光谱,所以导致显色性不高。

       目前黄色荧光粉的激发效率高过红色荧光粉的效率,所以如果要实现高显的话,就得在黄色荧光粉里面混用红色荧光粉。

       红色荧光粉激发效率低。一旦加在黄色荧光粉里面通过蓝光激发后效率就会被红色荧光粉拉低。所以加红粉会提高显指但会降低光通量。

       随着全球首个LED行业标准美国能源之星的公布,正白光显指在80目前很容易做出来,唯一考技术的就是暧白光要实现高显和高光效有点技术难度,业界通常的做法都是用黄粉加红粉去调实现暧白高显,但这种方法很容易拉低光通量。

       暧白光实现显指80的话目前有新的成份的橙粉来实现暧白光显指80不降流明的做法。

       1、光效=光通量Lm/功率W=lm/w,所以光效是与产品光通量及芯片正向电压有关。

       2、再来说一下色温与光通量的关系,这个涉及到用什么方法做白光。以蓝光芯片+荧光粉为例,多年实践经验表明在相同显色指数、相同芯片的情况下正白光色温段5000K~6000K的光通量为最高,高色温至低色温的光通量其光效则依次下降。

       3、显色指数与光通量即光效的关系是,在同一色坐标即色温一样的时候显色指数越低光通量越高,显指越高光通量越低。

       4、显色指数与色温的关系,其实显色指数与色温并无直接的关联,但是在低色温段上由于还要考虑到一个光效的问题,因此很多厂商为追求高光通量的低色温产品而忽略了显色指数Ra<70,所以在以相同芯片、相同光通量的情况下低色温的显色指数较低。

       5、为提高光通量并在不增加成本的基础上——以正白光为例(只使用黄粉):

       第一、应选择与荧光粉相匹配的波段(不同的荧光粉最佳激发波长不同);

       第二、尽量使用高折射率硅胶(高折射硅胶可使蓝光芯片出光率提高);

       第三、整体结构做到以下两点:⑴ 热电分离; ⑵ 荧光粉薄化。

       6、总结

       LED白光产品需根据不同的应用需求来调整产品的色温及显色指数,如室内照明用LED光源显色指数应做到80,才能符合国家照明灯具要求。

技术新引擎,“7070+连板玻璃透镜”助力LED道路照明新未来

嘉腾LED玻璃透镜模组优势
1.散热快,产品更耐用
2.配光优,照明效果更佳
3.光衰少,延长使用寿命
4.外观美,产品设计独特
5.组件好,品质更优
6.品质更优,寿命10年以上
玻璃透镜优势
玻璃透镜连板设计,突破了传统的模组采用的PC连板透镜,带来一种全新的体验,有效地克服了PC透镜的不良问题:
1、抗腐蚀能力:高硼硅3.4玻璃属于硼硅酸盐玻璃中的硼硅玻璃,耐酸耐碱,抗腐蚀性能优越。
2、耐温性强:相比PC透镜,其热膨胀系数较低,拥有良好的热稳定性,光学表面温度的变化小,保留原有的光学照明效果。
3、透光率高:常规PC透镜透光率在85%左右,造成光照的浪费,玻璃透镜透光率为90-93%,镀加增透膜后可高达97%。
4、相比于PC透镜,玻璃透镜不会产生老化/黄化现象,从而影响透镜透光率。
5、相比于PC透镜,玻璃透镜不会吸附灰尘,并且方便清洗。
隧道照明配光
发光角度120°×80°、150°×80°(对称)等多种配光角度,合理的照度均匀度和防眩光等级等
设计有效的改善隧道内路面的墙壁照明状况,改善隧道内视觉享受,减轻驾驶员驾驶疲劳。

道路配光
有TYPE2-M、TYPE3-M等多种配光角度,其配光在路面形成照度均匀的类矩形光斑,
可以适用于双向八车道、六车道、四车道、二车道、一车道道路情况。
高杆灯配光
应用于大型广场、主干道交叉路口、码头、车站和体育场等场所中,悬挂高度较高,照明范围比较
广泛而且均匀,能够带来较好的照明效果,满足大面积场所的照明需求。
工矿灯配光
发光角度25°/45°/60°/90°/120°,主要应用于大楼外墙、桥梁、公园、广告招牌、球场广场、
工厂车间照明。

洗墙灯透镜的应用场所:   高功率LED洗墙灯照射距离可达10-1米,非常适合政府部门亮化工程、商业场所、地铁、高架立交桥、建筑外墙、建筑地标、内外墙面的全景式泛光。建筑景观层,室外广场。风景园林墙、展示品刷色。适合各种室内外温度和湿度环境。色彩有红色、白色、绿色、蓝色、七彩等效果。   将五彩缤纷的光线和水有机结合,产生灵巧感,带来梦幻般的感受。LED大功率T45光时代洗墙灯采用24颗大功率LED作为发光元件,是新一代的绿色照明产品。长程大角度,丰富的色彩投射效果,给人带来全新的视觉感受,让人沉浸在变幻无常的色彩世界中。   LED洗墙灯内装微片控制,在小工程应用场合,不用控制器,能够实现渐变、跳跃、颜色闪烁、随机闪烁、渐变交替等动态效果,还可以由DMX控制,实现追踪,扫描等效果。其主要应用场所有:单体建筑、历史建筑群外墙照明、建筑物内部光外透照明、室内局部照明、景观照明、广告牌照明、医疗、文化及专门设施照明、酒吧、舞厅及其他娱乐场所气氛照明。
致使LED灯具价格差异较大的六个主要方面

一、芯片

       芯片是国外的正品还是非正品?是国外的那一种?一流品牌当属欧美的CREE、OSL及日本日亚;其它如普瑞、丰田合成、首尔半导体等,也很不错;台湾的晶元、新世纪等对应的是中端,国产的芯片价格较低。

       二、封装

       同样是采用了比较好的芯片,封装是原厂封装还是自已封装?是用环氧树脂还是用硅胶?是用的双金线还是单线?等等这些都对价格有较大的影响。

       芯片是用大功率LED还是用SMD做光源?大功率的当然要好一些。如果用SMD方式做光源,那么规格是3528还是5050,7070还是其它,等等,不同的规格当然成本就不一样了,售价自然也不一样。

       三、驱动

       驱动电路是恒压还是恒流,如果用恒流是用怎样的恒流电路?稳定性和可靠性如何,等等。有些低端LED灯具由于采用了低价的LED驱动,用不到几个月甚至几天时间,试用中就会一闪一亮,这就是用劣质驱动电源造成的,当然这类劣质的LED驱动其价格也比较低。

       四、散热方式

       LED的寿命与散热有很大的关系,散热不好,光衰就很严重,用不了多久就会出现问题。

       五、散热材料

       目前国内的LED灯具大多采用铝材料做散热器,那么用压铸铝和用型材铝做散热,效果是不一样,后者成本当然高,可散热效果确实好。

       六、外观工艺

       这一点不用多说,消费者就能看出来。特别需要提及的是,有一些“内脏很差”,但外观却很精致的LED灯具特别能赢得一些消费者的好感,愿意购买。

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2.配光优,照明效果更佳
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玻璃透镜优势
玻璃透镜连板设计,突破了传统的模组采用的PC连板透镜,带来一种全新的体验,有效地克服了PC透镜的不良问题:
1、抗腐蚀能力:高硼硅3.4玻璃属于硼硅酸盐玻璃中的硼硅玻璃,耐酸耐碱,抗腐蚀性能优越。
2、耐温性强:相比PC透镜,其热膨胀系数较低,拥有良好的热稳定性,光学表面温度的变化小,保留原有的光学照明效果。
3、透光率高:常规PC透镜透光率在85%左右,造成光照的浪费,玻璃透镜透光率为90-93%,镀加增透膜后可高达97%。
4、相比于PC透镜,玻璃透镜不会产生老化/黄化现象,从而影响透镜透光率。
5、相比于PC透镜,玻璃透镜不会吸附灰尘,并且方便清洗。
隧道照明配光
发光角度120°×80°、150°×80°(对称)等多种配光角度,合理的照度均匀度和防眩光等级等
设计有效的改善隧道内路面的墙壁照明状况,改善隧道内视觉享受,减轻驾驶员驾驶疲劳。

道路配光
有TYPE2-M、TYPE3-M等多种配光角度,其配光在路面形成照度均匀的类矩形光斑,
可以适用于双向八车道、六车道、四车道、二车道、一车道道路情况。
高杆灯配光
应用于大型广场、主干道交叉路口、码头、车站和体育场等场所中,悬挂高度较高,照明范围比较
广泛而且均匀,能够带来较好的照明效果,满足大面积场所的照明需求。
工矿灯配光
发光角度25°/45°/60°/90°/120°,主要应用于大楼外墙、桥梁、公园、广告招牌、球场广场、
工厂车间照明。

LED散热器的选择

      LED作为新一代安全可靠、节能环保的绿色光源,具有耗电量少、发光效率高、稳定性好和寿命长等众多优点,是目前照明产品中的热点,但LED,特别是大功率LED的研发还面临着一个比较重大的课题,即如何更好地解决散热。

      在LED中,由于外部量子效率的原因,有80~70的能量转换为热能,如果其热量不能很好地散发出来,则LED的相对初温率就会线性下降,进而髟响LED的可靠性和使用寿命。因此,解决散热问题,成为大功率LED发展的一个关键所在。

      目前,大功率LED的驱动电流都能达到300mA甚至1A级以上。根据上述LED器件的散热环节,应从以下几方面解决大功率LED的散热问题:

      1、LED产生热量的多少取决于量子效应。在氮化镓材料的生长过程中,应改进材料结构,优化生长参数,获得高质量的外延片,提高器件内的量子效率,从根本上减少热量的产生,加快芯片结到外延层的热传导。

      2、选择以铝基为主的金属芯印制电路板(MC-PCB)、陶瓷基板(DBC)、复合金属基板等导热性能好的材料作为衬底,以加快热量从外延层向散热基板散发。通过优化MC-PCB板的热设计,或将陶瓷直接绑定在金属基板上形成金属基低温烧结陶瓷(LTCC-M)基板,以获得热导性能好、热膨胀系数小的衬底。

      3、为了使衬底上的热量迅速扩散到周围环境,通常选用铝、铜等导热性能好的金属材料作为散热器,再加装风扇和回路热管等强制制冷。无论从成本还是外观来看,LED照明都不宜采用外部冷却装置,因此根据能量守恒定律,利用压电陶瓷作为散热器,把热量转化成振动方式直接消耗热能将成为未来研究的重点之一。

      4、对于大功率LED器件而言,其总热阻是PN结到外部环境热路上几个热沉的热阻之和,包括LED本身的内部热沉热阻、内部热沉到PCB之间的导热胶的热阻、PCB与外部热沉之间的导热胶的热阻、外部热沉的热阻等。传热回路中的每一个热沉都会对传热造成一定的阻碍,因此减少内部热沉数量,并采用薄膜工艺将必不可少的接口电极热沉、绝缘层直接制作在金属散热器上,能够大幅度降低总热阻。

      目前主要用到的散热方法有以下三种:

      1、简式鳍片法。简式鳍片法是目前经常使用的方式,其缺点是效率低,散热能量有限。

      2、传统的主动式散热法。传统的主动式散热法主要使用风扇进行强制的对流,其散热效果比较好,但是需要额外功耗,因此系统的可靠性、稳定性下降,而且受恶劣环境的影响,它的性能也会发生变异。这种方案被采用得比较少。

      3、传统的热管技术。传统的热管技术主要使用热管,其散热比较好,但是会导致成本增加,所以,目前使用得也不多。

      通过改进LED的结构材料可以较好地解决LED的散热问题。首先根据散热的要求计算出灯具不同的功率所需要灯具散热的表面,然后进行灯具在结构方面的设计,包括鳍片的高度、宽度等,灯具的尺寸等也要进行特殊的设计。

      随着功率的不断加大,灯具散热的需求也会不断增加。新型热管技术是未来的一个发展趋势。作为传统热管技术的延伸,新型热管技术也是依靠液体相变实现换热的,其传热能力较烧结热管提高20%~30%,具有传热效率高、结构简单、成本低、适应性好、热运输距离远等特点,是解决大功率LED灯散热问题最为有效的解决方案。

LED光学透镜的选择

       LED透镜,即与LED紧密联系在一起的有助于提升LED的出光效率,改变LED的光场分布的光学系统。

       一、LED透镜按材料分类
       1、硅胶透镜

       ⑴ 硅胶耐温高(也可以过回流焊),因此常直接封装在LED芯片上。
       ⑵ 一般硅胶透镜体积较小,直径3-10mm。

       ⑶ 透光率94%%。

       2、PMMA透镜 
       ⑴ 光学级PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯,俗称亚克力)。
       ⑵ 塑胶类材料,优点是生产效率高(可以通过注塑、挤塑完成),透光率高(3mm厚度时穿透率93%左右);缺点是耐温不能超过摄氏80度(热变形温度为摄氏92度)。

       3、PC透镜 
       ⑴ 光学级材料(PC,聚碳酸酯 )。
       ⑵ 塑胶类材料,优点:生产效率高(可以通过注塑、挤塑完成),透光率稍底(3mm厚度时穿透率89%左右)。缺点:温度不能超过摄氏110度(热变形温度为摄氏135度)。

        4、玻璃透镜 

       ⑴ 光学玻璃材料。

       ⑵ 优点是透光率高(97%)、耐温高。缺点:体积大、质量大、形状单一、易碎、批量生产不易实现、生产效率低、成本高等。

       ⑶ 玻璃透镜的透光效果远远好于普通光学塑料透镜,玻璃透镜的前景将更为广阔。

       二、LED透镜按应用分类 
       1、一次透镜

       ⑴ 一次透镜是直接封装(或粘合)在 LED芯片支架上,与LED成为一个整体。
       ⑵ LED芯片之理论发光角度是360度,但实际上芯片在放置于LED支架上得以固定及封装,所以芯片最大发光角度是180度(大于180度范围内也有少量余光)。

       另外,芯片还会有一些杂散光线,通过一次透镜便可有效收集芯片的所有光线,并能得到如:180度、160度、140度、120度、90度、60度等不同的出光角度。但是,不同出光角度之LED的出光效率存在一定的差别。一般的规律是,角度越大出光效率越高。
       ⑶ 一次透镜一般用PMMA、PC、光学玻璃、硅胶等材料。 
       2、二次透镜 
       ⑴ 二次透镜与LED是两个独立的物体,但它们在应用时则密不可分。
       ⑵ 二次透镜的功能是将LED光源的发光角度再次会聚成5度~160度内的任意角度。光场的分布主要为圆形、椭圆形和矩形。
       ⑶ 二次透镜材料一般用光学级的PMMA或者PC,在特殊情况下也可选择玻璃。 

       三、LED透镜规格分类 
       1、穿透式(凸透镜) 

       ⑴ 当LED光线经过透镜的一个曲面(双凸的有两个曲面)时光线会反生折射而聚光,而且当调整透镜与LED之间的距离时,角度也会变化——角度与距离成反比关系。

       经过光学设计的透镜光斑会非常均匀。由于透镜直径和透镜模式的限制,LED的光利用率不高,光斑边缘有比较明显的黄斑。
       ⑵ 一般应用于大角度(50度以上)的聚光,如台灯、吧灯等室内照明灯具。


       2、折反射式(锥形或杯形) 
       ⑴ 在正前方用穿透式聚光,而锥形面又可以将侧光全部收集并反射出去,这两种光线重叠(角度相同)就可得到最完善的光线利用与漂亮的光斑效果。

       ⑵ 也可在锥形透镜表面做些改变,可设计成镜面、磨砂面、珠面、条纹面、螺纹面、凸面或凹面等而得到不同的光斑效果。 


3、LED透镜模组

⑴ 将多个单颗透镜通过注塑形成一个整体的多头透镜,按不同需求可以设计成三合一、五合一,甚至几十颗合一的透镜模组。也可以把两个单独的透镜通过支架组合在一起。
⑵ 有效节省生产成本,实现产品品质的一致性,节省灯具结构空间,更容易实现“大功率”等。

不要再曲解麦克亚当椭圆

麦克亚当过于高深,作为一个偏照明应用的工程师,课堂君也表示不是很懂。但相信在 LED 的时代,光色如何影响人的视觉感受的研究,可能会对色品坐标提出一些新的定义。比如说:不少最新的研究显示,人们对于白光的偏好并非对称于普朗克轨迹两侧而是更偏向于普朗克轨迹的下侧。

       如果你不是搞研发的,我觉得你直接看最后一句话然后转发朋友圈就行了:

       当一个供应商表示能够提供4-阶麦克亚当椭圆范围内的 LED 光源的时候,我们应该知道它确实比5-阶麦克亚当椭圆范围内的 LED 更好,但是我们也应当了解相同批次的 LED 光源内仍是能感受到色差的。

      “麦克亚当椭圆”在照明领域是一个非常重要的名词,但很多照明人对于它的理解存在偏差。不少介绍麦克亚当椭圆的文章中对于其定义与介绍也不是非常准确。

       例如有的科普所讲到的:“1942年科学家麦克亚当利用这个原理对25中颜色进行实验,在每个颜色点大约5到9个对侧方向上测量,记录它们刚好能够分辨出颜色差异时的两点距离,结果得到的是一些面积大小各异、长短轴不等的椭圆,称为麦克亚当椭圆”,其实这个是不正确的定义。

       根据 David L. MacAdam 于1942年发表的文章 Visual Sensitivities to Color Differences in Daylight,在颜色匹配实验中,是以每个方向上颜色匹配实验结果变动的标准差(color matching variation standard deviation)定出颜色的宽容量而并不是以恰可察觉差(Just Noticeable Difference,也可译作刚辨差)确定出椭圆的边界。这么做的原因是为了避免观察波动带来的不合理的影响。

       麦克亚当椭圆表示的是标准差并不是直接表示色差,它代表的是色品的分辨力。在文章中,麦克亚当通过实验证明了,恰可察觉色差与颜色匹配相对应的标准差之间成线性关系,标准差的3倍就是色差的恰可察觉差。

图1: 1阶麦克亚当椭圆

       麦克亚当椭圆通常用“阶”来描述,这里所说的“阶”其实就是指标准差。1阶麦克亚当椭圆指的是距离目标颜色1倍的颜色匹配结果变动的标准差(如图1示)。同理可知,3阶、4阶等的含义。

       如果两个色坐标落在1阶麦克亚当椭圆之内,则人眼几乎是看不出两者是有什么区别的。3阶麦克亚当椭圆边界对应的颜色与中心颜色的差别才是人眼恰可察觉的色差值。

图2:7阶麦克亚当椭圆

       1阶的麦克亚当椭圆非常小,在绝大多数情况下,我们看到的都是按比例放大了的麦克亚当椭圆,其尺寸一般是原始椭圆的7倍或者10倍。

       如图2为放大了7倍的麦克亚当椭圆,图中每一个椭圆都表示是相对其中心色点7倍的颜色匹配结果变动的标准差。这也意味着,在椭圆两端两个相对应的色点彼此间的标准差实际上是14倍。

       麦克亚当椭圆对于色品图的发展意义重大。通过麦克亚当椭圆在 CIE 1931xyz 色品图上的分布,我们可以看出,在色品图的不同位置上,颜色的宽容量并不相同,如蓝色部分宽容量最小,绿色部分最大。

       换句话说,在色品图蓝色部分的同样空间内,人眼能看出更多数量的各种蓝色;在绿色部分的同样空间内,人眼只能看出较少数量的各种绿色。

       由此可知,CIE 1931xyz 色品图是不均匀的。因为如果是均匀的话,那么在图上任何位置的麦克亚当椭圆应该都是半径相等的圆。

       找到一个理想的色品图是十分困难的,因为一个理想的均匀色品图不是一个平面而是一个曲面,并且无法用欧氏几何空间来描述,所以在平面上只能找到近似均匀的色品图。

       色品图的发展历程可以说是让色品图上的麦克亚当椭圆尽可能地变圆的一个过程。

图3:ANSI C78.377中对固体光源的色度规定

       麦克亚当椭圆在照明领域的应用广泛,对于工业界的意义重大。ANSI(American National Standards Institute ,即美国国家标准学会)C78.377 建议灯泡制造厂商生产的荧光灯管的色度坐标应落在以普朗克轨迹(即黑体轨迹)为中心的4-阶麦克亚当椭圆内,而紧凑型荧光灯和固体光源(SSL)的色度坐标应落在7-阶椭圆之内,其中 LED 的椭圆被定义成了四边形,见图3。

       然而不少最新的研究显示,人们对于白光的偏好并非对称于普朗克轨迹两侧而是更偏向于普朗克轨迹的下侧。因而 ANSI 正在与相关部门联合研究与修改 ANSI C78。

       所以,我们应该对麦克亚当椭圆这一概念有清晰的了解。一旦概念有误,不论是在学术上还是在工业界都会带来相当严重的后果。

       当一个供应商表示能够提供4-阶麦克亚当椭圆范围内的LED光源的时候,我们应该知道它确实比5-阶麦克亚当椭圆范围内的LED更好,但是我们也应当了解相同批次的LED光源内仍是能感受到色差的。

蓝光不等于蓝光危害

近年来,随着照明技术迅猛发展,LED技术日渐成熟。LED产品由于具备经久耐用、节能且价格低等优势,已成为照明行业的绝对力量,被广泛应用于生活及工作的方方面面,与人们如影随形,密不可分。

      有关LED蓝光危害的讨论由来已久,特别是随着LED照明被越来越广泛地应用,产品的光生物安全性问题也越来越为人们所关注,“LED灯会对眼睛造成不可逆伤害,严重或导致失明”可谓是一石激起千层浪,引起无数人关注。

      那么,在照明行业中拥有绝对力量的LED灯,真的会随时危及我们的安全吗?

      为此,我们咨询了复旦大学电光源研究所副所长张善端教授。

      他表示,研究表明,只有非常强烈的LED灯光,即蓝光加权辐亮度要非常高才会导致蓝光危害。“我们2013年就给出过明确结论:只要光源和灯具的表面亮度<100kcd m–2,就是绝对‘蓝光安全’。”

一、“蓝光危害”取决于亮度

      在日常生活中人们接触最多、用量最大的是白光 LED。而白光 LED是基于蓝光 LED 芯片激发黄色荧光粉转化后形成白光,这其中的蓝光就是大众所以为的“蓝光危害”。事实上,并不是有蓝光的存在,就有蓝光危害。

      蓝光危害是指:光源的400–500nm蓝光波段如果亮度过高,眼睛长时间直视光源后可能引起视网膜的光化学损伤。蓝光问题实质是辐亮度、蓝光加权函数和时间的共同作用,只有光源的辐亮度高、蓝光成分丰富、作用时间长才会引起。

可见光的颜色和波长

      据2013年发表的《普通照明 LED 与蓝光》白皮书表明,LED蓝光还与相对色温有密切关系。日常生活使用的相对色温不大于4000K的LED灯是相对安全的,其蓝光含量更与传统光源相差无几。只要使用符合安全指标要求、合理设计的普通照明白光 LED 产品,对人眼是安全的。

      图中表明,色温相同时,LED 的蓝光安全亮度上限跟荧光灯差不多。

      此外,蓝光危害与光源无关。即使是太阳光里的蓝光和紫外线,如果长期高强度地照射,对人的皮肤和视网膜都是有害的。任何光源的辐亮度高达2×107 W m–2 Sr–1 (亮度为1.6 Gcd m–2),蓝光加权辐亮度为2.1×106 W m–2 Sr–1,只要注视时间超过0.5s也可能引起蓝光危害。

      从光生物安全的角度来衡量,LED 与白炽灯和荧光灯等传统照明光源并没有本质上的差别。在同样的色温下,由典型 LED 所产生的蓝光成分并不比其他技术下的光源所产生的蓝光成分高,并且远远低于日光中的蓝光辐射剂量。

      因此可见,一般常用于普通照明的 LED 光源是无危害的。

二、蓝光不可或缺

      虽然人们对 LED 光谱中的蓝光的负面作用有特别的顾虑,尤其是蓝光危害,但我们也不能忽视蓝光在调整人体生理节律、警觉度和代谢过程中的重要作用。

      在普通照明应用的光谱范围内,高色温或冷白的 LED 光源可用于营造与自然的昼夜节律相协调的光环境,保持人们生理状态的健康。

      据2013年发表的《普通照明 LED 与蓝光》白皮书指出,可见光除了刺激视觉形成外,还能调节人体的生理节律、警觉度和代谢过程,保持人体健康。

      其中,可见光的蓝光成分在这一方面的作用尤其明显。其作用机制是通过抑制松果体分泌褪黑激素、刺激肾上腺分泌皮质激素(可的松)等,起到改变生理节律、调节人体生物钟的作用,这称为非视觉生物效应。

      根据美国《科学》杂志报道,哺乳动物视网膜上除了锥状细胞和杆状细胞外,还有第三类感光细胞:视网膜特化感光神经节细胞(ipRGC)。非视觉生物效应函数 C(λ)的峰值波长为 464 nm, 位于蓝光区域。因此,为了调节人体的生理节律,蓝光是必不可少的。

      现今,LED作为主流光源,已广泛应用于显示屏、室内外照明、舞台灯光等各领域。由于其不仅具备高效、节能、容易回收、无毒、使用寿命长等环保优势,还具有全数字化、易控制、可调光等智能特性,随着国家政策的出台及节能环保需求的提升,将不断替换传统照明产品,全面进驻我们的生活。

      因此,为了让我们的生活更便捷愉悦,我们要正确认识LED灯,不必谈蓝光色变。

蓝光、显白和R9的奥秘

一、LED与蓝光危害的关系

      前段时间CCTV《第一时间》播出的“真相报告:LED会伤害眼睛吗?”节目再次引起了普通百姓对于LED蓝光危害的关注。在国家大力提倡LED照明的今天,帮助社会大众全面而正确地认识LED与蓝光危害的关系就显得至关重要。

      所谓蓝光危害是指当由灯具或者光源发出的光线中波长为400-500纳米的蓝光波段亮度过高,并且人眼长时间直视灯具或光源而引起视网膜的光化学损伤。

      由上述定义我们可以知道,蓝光危害的实质是辐亮度、光谱蓝光含量和时间的共同作用。只有当光源或灯具的辐亮度过高、光谱中蓝光成分丰富、长时间直视的情况下才会产生蓝光危害。

      专业人士一般使用蓝光加权辐亮度来综合量化光源辐亮度与光谱蓝光含量。而一般高色温光源光谱中所含蓝光成分较高。

      太阳是我们身边具有极高辐亮度的光源(其辐亮度高达2×107W/m2.Sr),并且其色温较高,蓝光加权辐亮度高达2.1×106W/m2.Sr,只需持续注视超过0.5秒就可能引起蓝光危害。当然,由于人眼在强光下的保护机制,视线会很快离开太阳。相比之下,我们生活中常见的传统光源,例如:白炽灯、卤钨灯、荧光灯等,辐亮度较太阳相比都要低2-3个数量级。比如:2700K的白炽灯,其蓝光加权辐亮度为1.3×103W/m2.Sr,持续注视超过770秒后会产生蓝光危害。当人们在正常使用这些光源的情况下,都不会存在蓝光危害的问题。

      而LED之所以会引起大家对蓝光危害的关注,主要是由于两方面的原因:1)亮度高;2)光谱蓝光含量丰富。

      LED相比于其他传统光源的一大优势便是体积小,而恰恰就是这一优势造成了LED的亮度过高。目前绝大部分的LED均使用蓝光LED作为发光芯片,使用荧光粉转化一部分蓝光至长波段并且与剩下的蓝光结合而发出白光,这一发光机制导致了LED光谱蓝光含量丰富。

      但是普通百姓生活中所使用的一般都是LED灯具。用于户外照明的LED灯具一般都经过精确的光学设计来防止眩光的产生;用于室内照明的LED灯具一般都使用扩散板来增大出光面积而减小不舒适眩光。这样的改变都把这些用于普通照明的LED灯具的辐亮度降低到了与荧光灯相类似的等级。并且普通照明的LED大部分为白光LED,荧光粉的存在也降低了蓝光含量。因而,那些用于普通照明的合格LED产品,一般不会造成蓝光危害。在我们前几期所刊登的俞安琪老师的文章中我们也可以看到,绝大部分合格的LED产品的蓝光危害都属于无危险或者低危险,一般都不存在蓝光危害。

      但是,这并不代表我们可以随意使用这些LED灯具。正如CCTV《第一时间》和俞安琪老师的文章中的检测结果所显示的那样,当我们异常使用LED灯具,例如除去了那些灯具的必要部分(扩散板、防眩光部件等),LED的辐亮度会大大提升,有些灯具或光源就会产生蓝光危害。

      对于LED,只需合理使用合格的LED产品,我们完全不需谈“蓝”色变。

二、R9为什么这么重要?

      显色性是如何评价的?

      显色性(colour rendering)是评价照明质量的一个重要方面,我们知道有几个概念:显色指数Color Rendering Index(CRI),一般显色指数Ra,现在又经常提起R9;同时,在评价显色指数时,有8个、14个、15个评价指标的区别。

      就照明领域来说,我们最熟悉的是显色指数CRI。显色指数其实是评价被测光源相对于基准光源而言忠实显色能力的指标。

      现行的显色指数评价体系包括了14个标准色,其中的8个为彩度中等的标准色,另外6个则包括彩度较高的红色、黄色、绿色、蓝色,以及西方人皮肤和绿色树叶。

图1:彩度中等的1-8号标准色

图2:彩度较高的红色、黄色、绿色、蓝色,以及西方人皮肤和绿色树叶

      我们用显色指数来衡量这14个标准色中的每一个在被测光源与基准光源照射下差别有多大。当某一个标准色在两者的照射下完全相同时,这一光源对于该标准色的显色指数就是100;而当差别很大时,显色指数甚至可以为负值。

      我们平时所说的14个评价指标其实就是针对被测光源相对于基准光源而言对于这14个标准色中每一个的忠实显色能力;而我们所谓的8个评价指标则是对被测光源对于前8个中等彩度的标准色中每一个的忠实显色能力。所谓的显色指数CRI,也就是我们所说的Ra,是这8个评价指标的平均值。

      当被测光源的色温小于5000K时,基准光源就是具有相同色温的黑体辐射;当被测光源的色温大于5000K时,基准光源就是具有相同色温的CIE日光模型。

      而在计算的时候,基准光源的显色指数被定义为100。由于白炽灯与黑体辐射有非常相似的光谱分布,所以一般白炽灯的显色指数为100。

      对于传统光源而言,CRI可以较好的评价光源的忠实显色能力,但是CRI对于LED的评价有很大的缺陷。

      大家必须要牢记的是,CRI只能用于客观评价这8个彩度中等的标准色在被测光源照射下相对于在基准光源下的相似程度,是一个评价光源忠实显色能力的指数,并不能用于评价人们对于颜色的偏好,也就是效果显色。

      CIE只指定了14个标准色样

      新版GB50034-2013里面提到特殊显色指数Ri时称:特殊显色指数(special colour rendering index),是光源对国际照明委员会(CIE)选定的第9-15种标准颜色样品的显色指数,符号是Ri。

      事实上,国际照明委员会(CIE)目前只有14个标准色样,没有第15个标准色。GB50034-2013是在CIE指定的14个标准色样基础上加上了亚洲人肤色。

      R9是什么?为什么这么重要?

      在实际应用中,我们通常会标示CRI或者Ra是多少,但是,与以前不同的是,LED时代,R9正在越来越多被提及和关注。R9为什么突然变得这么重要?是因为LED光源的关系吗?

      R9其实是我前面已经提到的14个标准色中除去8个具有中等彩度后剩下6个标准色中的一个,是用来评价光源对于高彩度红色的忠实显色能力。

图3:不同显色指数的荧光灯显色性对比,其中黄颜色基本没差别,但是红色(R9)的差距很大。

图片来源:Patrick Mansell/Penn State

      我们之所以如此强调或者说关注R9指数,其实是因为红色对于我们而言特别重要,光源对于红色的显色能力直接影响光源对于我们人体肤色的显色能力,并且我们特别在意红色物体以及我们肤色在灯光下的颜色。

图4:同样的食物在不同R9显示指数灯具下的效果。

图片来源:CREE

      而R9对于LED来说就更为重要。随着LED的快速发展,我们能够越来越方便的调节白光LED的光谱。为了提高光效,大家纷纷减少了在波长较长区域的能量,也就是红色波长区域的能量,而把更多的能量放在了555nm左右。这样一来LED对于红色,尤其是彩度较高的红色的显色能力就会下降,而这种下降不能被CRI表现,这也就是为什么R9对于LED说尤为重要的原因。

图5:从技术上来说,为了提高光效,LED更容易削减红色部分光谱成分。图为同样质地颜色的凳子在不同的光源下呈现的不同效果,左为卤素斗胆光源、中间为2700K色温LED光源,右侧为4000K色温LED光源。

图片提供: 黄炜铭

三、白光LED为什么不能显示白色?

      国际上,关于光源对于白色的显色研究已经有了很长的历史。最近这个问题之所以引起大家的广泛关注,主要原因就是普通的白光LED在对白色的显色性上存在很大的缺陷。

      我们身边大部分的白色物体,例如:白纸、衬衫、就连我们的牙齿都含有荧光增白剂。生产厂家通过调节荧光增白剂的含量来调节这些物体的白度。

图6:紫外线照射下含有荧光增白剂的餐巾纸。

图片来源:网络

      荧光增白剂的工作原理其实与我们大家熟悉的荧光粉一样,它可以吸收紫外以及紫色的光,然后将这部分的能量转化为蓝色光。而我们人眼看来在一定限度内,白色带一点蓝色要比纯白色来的更白。

图7:荧光增白剂的工作原理。

图片来源:网络

      由于大部分白色物体都含有这样的荧光增白剂,所以我们大家都已经非常熟悉这些经过荧光增白剂调节后物体的白度了。

      对于传统光源来说,不管是白炽灯、荧光灯、HID都含有一定的紫外辐射或者波长较短的紫光,他们都可以激发荧光增白剂来达到提高白度的效果,而带有这些紫外辐射则是由于这些光源的发光原理所带来的,并非大家刻意地加入紫外或者紫光。

图8:如上图左侧灰色区域所示,白炽灯、日光和荧光灯等均含有380-430nm短波紫光和紫外成分,由蓝光激发黄色荧光粉发白光的LED缺乏此波段的光谱成分。

图片来源:照明微能量

      我们现在身边常用的白光LED都是蓝光LED加上荧光粉,它们基本不含任何的紫外光以及波长较短的紫光。正是由于这一原因,LED无法激发白色物体中所含的荧光增白剂,所以那些白色物体在LED的照射下不再这么白了。

图9:两个LED灯具,CRI都在80以上,下面可以正确表现不同白度,上面的不可以。原因是:经过光谱设计后,下面的LED有准确的紫光含量可以激发荧光增白剂

图片来源:Patrick Mansell / Penn State

      需要指出的是,并不是说我们可以简单的在白光LED里加上紫外光就可以解决这一问题。我们已经通过实验表明,人们对白度也有一个偏好的存在,那些白色物体并不是越白越好。白光LED需要通过仔细的光谱调节来准确地显示那些白色物体的白度。

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“左右着”LED的品质

大部分照明设计者认为,所有LED产品的品质都是一样的。其实不然。对于简单指示照明,低品质的LED就足以满足要求了。但在要求一致性、可靠性的固态指示或照明等应用领域里必须采用高品质的LED,尤其是在恶劣环境下,例如:在高速公路、军用、航空,以及工业应用等。

图1:北京大兴国际机场

一、根本因素

      区分LED质量高低的因素是哪些?如何说出两种LED的差别?实际上,选择高质量的LED可以从芯片开始,直到组装完成,这期间有许多因素需要考虑。

      制造公司能够生产优良的、指标一致的晶圆是从高品质的LED制造材料做起的,进而可以制造出优良的芯片。

      在决定LED所有性能指标的条件中,晶圆生产工艺所采用的化学材料是相当重要的因素。一片2英寸晶圆可以切割出6000多个LED芯片,这里面仅有个别芯片的性能指标与整体不同。

      而一个优秀的芯片生产商制造的芯片在颜色、亮度和电压降等方面的差异性非常小。当LED芯片封装完成后,它们的许多性能指标就有可能存在很大的差别,如视角。此外,封装材料的影响也是相当大的,例如,硅树脂就比环氧树脂的性能好。

二、分类能力

      优秀的LED制造商不仅能制造高质量的芯片,而且也具有根据LED的颜色、亮度、电压降和视角的不同而对其进行分类包装的能力。

      高品质LED供应商会向客户提供工作特性一致的产品,而品质较低的LED供应商则只能提供类似于“混装”的LED。

      对于高端的、质量要求严格的应用领域,例如机场跑道的边界灯,必须满足FAA级的颜色和亮度规范,为保证性能和安全,LED包装的一致性也是被严格限定的。

      包装等级较差的LED被用在要求严格的应用领域会导致过早发生故障等一系列非一致性问题,很有可能酿成重大事故。

      为了避免设备停机和保证设计中规定的LED具有可靠的工作特性,在高端和质量要求严格的应用中避免使用 “混装”产品是相当重要的。

图2:长沙宁乡刘少奇同志纪念馆

三、产品配套能力

      除了分立LED,LED的组装和供电对于它的性能、亮度和颜色等指标都有非常重要的影响。由于环境温度、工作电流、电路结构、电压尖峰和环境因素等都能够影响LED的性能指标,恰当的电路设计和组装是保护LED和保证性能的关键。

      LED制造商也使用多种技术和不同的材料来设计电路结构和组装,大多数情况下,LED装配者的经验高低的差别会造成同一个应用中的LED在整体性能和可靠性上存在差异。

      随着LED需求的迅速增长,服务全球市场的制造商和组装厂同样迅速增加。但令人遗憾的是,激增的支持厂家不仅大量采用低品质的LED,他们的封装和LED 设计工程师经验也相对不足。

      因此,除了通过已有的经验准确筛选LED供应商外,OEM厂商也必须考察他们的电路设计和组装技术以确保满足设计规范,以及设计是否提供了足够的散热能力,因为导致LED发生故障和性能不一致的主要因素是过热。

      为确保满足设计要求,OEM必须检测LED的组装和电路结构。

四、第三方测试

      为了消除测试中存在的不公正,许多公司都委托第三方来测试LED的组装和电路结构。一个LED器件可能在苛刻环境下测试或使用数周。

      在测试过程中,同时进行压力、温度循环、电压固定/变化、电流固定/变化等测试,以及其他苛刻环境条件下的测试来决定LED是否满足应用的要求。

      测试前后发生的大量的参数改变都要被记录下来,同时要监视被测LED亮度、颜色和电压降的变化。

      加速生命周期测试是特殊应用领域内避免故障的一个关键测试。测试有助于确保筛选出那些期望至少可以工作100000小时,但仅工作1000小时就提前发生故障的LED。

      这种情况是可能出现的,因为低品质的LED(也可能是组装设计得不合理的高品质LED)在工作1000小时后亮度就会降低。

      实际上,一个低品质的LED如果有更高的驱动电流,在工作初期会比高品质的LED更亮,然而,过高的电流会使LED发热过快,最终结果是亮度变暗或烧毁。

      另外,组装技术在某种程度上对LED性能的影响要比芯片本身还大的例子也是有的。设计工程师应该向LED供应商索要LED的可靠性规范,并且也应该进行 LED的组装测试以保证亮度比较高的确实更好。

      优秀的LED供应商可以保证他们的LED组装技术的可靠性能够持续三年或更长,并且可以进一步提供包含高品质LED和针对特殊应用而进行的恰当设计在内的最终LED产品。

图3:北京大兴国际机场

五、检测的重要性

      两个在运输领域内的应用有助于解释充分的测试如何防止LED在提供高度可视性的应用中发生故障。

      在20世纪90年代早期,LED用于轿车和卡车的刹车灯。有些LED设计很快就出现了性能指标上的不一致性,并很快烧毁了,其原因或许是由于LED的质量问题,或许完全是产品本身的设计问题。直到最近,在交通信号灯方面,当LED成为更合适的光源时,这种现象才被重视。

      设计布满LED的直径8英寸或12英寸的印制板的公司必须在选择LED和改善设计等方面考虑环境和应用需求。

      以上任何情况,如果压力测试或加速生命周期测试都已经做过了,就可以认为是高质量的LED或LED的组装是合格的,也就可以应用在需要更长使用寿命和更高可靠性的场合了。

图4:宁夏中卫沙漠星星酒店

六、合理使用

      不是每个应用都需要高质量LED组装技术的。如果LED的组装不符合苛刻环境的要求,应用也不一定会出现较大的安全风险,或者,如果最终产品的维修成本不是很高,采用差一些的组装技术也许更合适。

      最根本的一点是LED必须是能够买得起的。因此,在成本要求限制之内,就必须考虑供应商产品的包装等级、组装设计的经验和测试等因素。

      满足应用及市场需求的设计是服务于最终用户的最有效手段。

      如果应用需要高端解决方案,那么芯片供应商的选择、设计经验,以及测试都是应该考虑的因素。如果不考虑高端产品的销售价格,就应该仔细斟酌区别好与坏LED的其他相关因素。

      具备对包装等级进行分类能力的LED供应商,以及能够进行可靠性、加速生命周期测试的厂商是可以进行长期合作的,这有助于制造商采用更可靠的LED开发高端产品。