LED照明技術(shù)行業(yè)分析課件

LED照明技術(shù)及行業(yè)狀況日期：2010年11月16日版本號：1.0LED光源技術(shù)照明常用的LED光源大功率LED光源（1-3W封裝光源產(chǎn)品）

1W大功率LED光源在照明產(chǎn)品應(yīng)用中最為廣泛：球泡燈、手電筒、應(yīng)急燈、室內(nèi)外景觀裝飾燈、道路及庭院燈等等。

現(xiàn)在單顆1W的LED光源美國“科瑞”最高亮度可以做到150LM/W、顯色指數(shù)0.75、色溫4200-5000正白。這是目前可批量供貨中光效最高的光源。也是價格最貴的（單價RMB30元左右）。

國產(chǎn)單顆LED光源的光效可以達(dá)到110LM/W，但其穩(wěn)定性還缺乏測試數(shù)據(jù)支持。成熟穩(wěn)定的國產(chǎn)LED光源光效在80-90LM/W，價格一般在5-8元RMB之間。

到2012年世界一線品牌大功率LED光效可以做到300LM/W左右。國產(chǎn)一線產(chǎn)品光通量可以達(dá)到150LM/W左右，價格將降至3.50-5.60元RMB之間。2015年光效可以達(dá)到250LM/W左右，價格在2.45-3.92元RMB之間。幾種常用1-3WLED封裝LED光源技術(shù)照明常用的LED光源大功率LED集成模塊光源大功率集成封裝LED光源是2007年國內(nèi)興起的一種封裝形式。它是將N顆1W功率的藍(lán)光晶圓封裝在一塊基座上面，目的是實現(xiàn)與傳統(tǒng)照明光源相近的“面光源”效果，以及改善散熱效果。經(jīng)過幾年的開發(fā)試驗，光通量最好的能做到300-12000LM/5-200W；單位光效60LM/W，較1W封裝LED光源光效低。

這種模塊封裝對晶圓的要求較高，內(nèi)部晶圓都是采用“串并”陣列電路連接，因此，晶圓壓差不能超過0.1V，超過此值對模塊的使用壽命和光效有影響；另外，因多顆晶圓集成在一起，為防止出現(xiàn)色差現(xiàn)象，色溫誤差要求在500以內(nèi)。

這種模塊封裝LED光源主要應(yīng)用在：特種照明、道路照明、室外照明。由于這類光源成本很高，照明應(yīng)用企業(yè)較少采用。50~200W封裝30~50W封裝5~20W封裝

小功率集成LED模塊光源是在一塊基板上，封裝N個小功率晶圓芯片組成整列的發(fā)光源，屬面光源發(fā)光。目前在球泡燈、臺燈和應(yīng)急燈上已有采用。光通量150-1500LM/1-10W；單位光效50LM/W；價格在12-30元RMB之間。少數(shù)封裝企業(yè)的單位光效可以做到65LM/W，但價格較高。3~10W小功率封裝LED光源技術(shù)照明常用的LED光源小功率LED集成模塊光源LED彩色光源小功率彩色LED大功率集成LED模塊

大功率彩色LED是由3片1W紅、黃、藍(lán)晶圓芯片封裝在一起，可以實現(xiàn)全彩發(fā)光的LED光源。全彩發(fā)光功率3W。光譜涵蓋全部可見光譜。不僅在室內(nèi)外燈光效果照明領(lǐng)域被廣泛使用，現(xiàn)已開始逐步取代傳統(tǒng)的舞臺光源。0.5W彩色LED封裝1W彩色LED封裝小功率彩色LED是由3片0.5W紅、黃、藍(lán)晶圓芯片封裝在一起，可以實現(xiàn)全彩發(fā)光的LED光源。全彩發(fā)光功率1.5W。光譜涵蓋全部可見光譜，比傳統(tǒng)的燈光色彩豐富柔和，節(jié)能效果明顯?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外彩色燈光效果照明。LED光源技術(shù)照明常用的LED光源

根據(jù)“安捷倫”前首席科學(xué)家RolandHaitz先生發(fā)明的Haitz定律（即LED每18-24個月技術(shù)指標(biāo)提高1倍、成本下降30%），以及綜合2005-2010年的實際發(fā)展數(shù)據(jù)，預(yù)計LED照明光源未來趨勢：2008年1W單顆國產(chǎn)LED光源光效40-60LM/W、價格：RMB7-12元；2010年LED光源光效80-90LM/W、價格：RMB5-8元；2012年光效可以達(dá)到160-180LM/W、價格：RMB3.50-5.60元；2015年光效將達(dá)到LED的理論值320-360LM/W、價格：RMB2.45-3.92元。（注：“日亞”的數(shù)據(jù)表明LED的極限理論光效約為440LM/W。）2010年一只5W球泡燈的應(yīng)用光通量約306LM/5W，成本約52.50RMB元（散熱器7.00元、燈頭及塑膠配件2.00元、燈罩及包裝1.50元、LED光源32.00元/4只、電源驅(qū)動10.00元）。2012年在同樣的光通量時的成本只需26.20元RMB（散熱器3.50元、燈頭及塑膠配件2.00元、燈罩及包裝1.50元、LED光源11.20元/2只、電源驅(qū)動8.00元）。到2015年同樣產(chǎn)品成本約15.57元RMB（散熱器1.75元、燈頭及塑膠配件2.00元、燈罩及包裝1.50元、LED光源3.92元/1只、電源驅(qū)動6.40元）。LED光源技術(shù)LED光源技術(shù)前景在相同光通量時，LED照明光源照射角度內(nèi)的單位照度較傳統(tǒng)光源照明高出20-40%。原因是光通量傳統(tǒng)光源是360°照射，放入燈具后的反射有20-40%光衰。在光通量相同時，顯色指數(shù)每提高0.1視覺感應(yīng)亮度提高10%。LED光源的應(yīng)用光效受電源驅(qū)動效率影響，應(yīng)用光效會降低15-30%；燈罩材料產(chǎn)生的光衰7-20%；實際應(yīng)用中光效最好的大功率LED球泡燈的光效可以達(dá)到80.1LM/W。小功率LED光源光管光效最好可達(dá)63LM/W。照射角度≤160°照射角度≥180°LED光源照明產(chǎn)品普通光源照明產(chǎn)品LED光源與傳統(tǒng)光源比較

LED照明不適合道路照明路燈間距50M高壓鈉燈LED燈

高壓鈉燈路燈照射角度180°，通過亮度起伏很小。而LED路燈因其照射角度只有120°，因此通過光差起伏很大，當(dāng)車速較快時易引起視覺疲勞。250W高壓鈉燈雖然光通量在30000LM以上，但因其照射角為360°因此實際亮度只有約60%左右。而LED的照射角小于160°亮度較集中，所以，在相同照度時LED路燈只需約180W功率即可。LED光源與傳統(tǒng)光源比較高/低壓白熾燈日光燈管鹵素/三基色節(jié)能燈管LED光源與傳統(tǒng)光源比較2010年應(yīng)用光通量與傳統(tǒng)光源比較10509070110130150LM/W白熾燈日光燈三基色節(jié)能燈高壓鈉燈金屬鈉燈LED光源LED光源理論光效170190210330LED滿天星LED柔性燈帶LED彩色地磚燈LED白光燈條LED彩色燈條LED彩色燈管LED光源與傳統(tǒng)光源比較LED創(chuàng)新的彩色照明光源LED光源與傳統(tǒng)光源比較LED景觀彩色照明光源LED庭院燈LED草坪燈LED彩色壁燈LED泛光燈LED地?zé)鬖ED水底燈LED光源在照明應(yīng)用LED光源陣列LED串/并聯(lián)陣列左圖是目前LED光源陣列設(shè)計應(yīng)用最常用的7串7并電路。

電路問題：當(dāng)1只LED光源故障“開路”時，與之串聯(lián)的一組LED均不亮（LED驅(qū)動采用的穩(wěn)壓恒流設(shè)計，LED出現(xiàn)擊穿“短路”的可能性非常小）；

當(dāng)出現(xiàn)“短路”時，因關(guān)聯(lián)組驅(qū)動電壓沒變，而負(fù)載電壓減少1只LED降低2.8-3.5V，電流將集中流向該組，加速該組LED老化。+VccGNDLED光源在照明應(yīng)用電源驅(qū)動常用的LED電源驅(qū)動方案下圖是目前最為常見的低成本驅(qū)動電源方框圖，恒流精度在約10%，效率在70-87%之間（與功率、電壓和校正電路有關(guān)），功率因素與電壓、負(fù)載和波形校正電路有關(guān)有關(guān)，一般在0.5-0.9之間。AC/DC轉(zhuǎn)換電壓/電流控制電壓采樣電流采樣85~245ACLED光源在照明應(yīng)用電源驅(qū)動常用的LED電源驅(qū)動方案下圖是目前低成本3路輸出驅(qū)動電源方框圖，恒流精度在約10%，效率在75-90%之間（與功率、電壓和校正電路有關(guān)），功率因素與電壓、負(fù)載和波形校正電路有關(guān)有關(guān)，一般在0.5-0.9之間。AC/DC轉(zhuǎn)換3路輸出隔離電源采樣85~245AC電源采樣電源采樣LED光源在照明應(yīng)用電源驅(qū)動大功率球泡燈LED電源驅(qū)動方案下圖是一款自適應(yīng)型驅(qū)動電源方案，適用于3-6W球泡燈大功率LED光源。原理：電壓調(diào)整輸出電流超過或小于恒流源設(shè)定值時，電壓采樣電路根據(jù)采樣值，去控制電壓調(diào)整電路輸出電壓高低，使恒流源輸出在設(shè)定值5%范圍內(nèi)。考慮電源效率，電壓調(diào)整范圍不宜過大。AC/DC轉(zhuǎn)換波形相位整形恒流源85~245AC電壓采樣電壓調(diào)整軟啟動電路LED恒流輸出LED光源在照明應(yīng)用光學(xué)應(yīng)用LED泛光源泛光源將是未來室內(nèi)主要通用LED光源。具有光線柔和、照射角度大等特點。光源外殼反射板導(dǎo)光層LED串LED串LED光源照明應(yīng)用問題解決電源驅(qū)動采用無電解電容設(shè)計：采用“間隔性監(jiān)視LED驅(qū)動輸入電壓”電路設(shè)計。現(xiàn)有創(chuàng)意推出的KC5401芯片方案。但此方案目前存在一定爭議，主要異議在防雷和“浪涌”沖擊上的可靠性還需認(rèn)證。在現(xiàn)有方案基礎(chǔ)上取消輸出整流濾波電路，直接采用脈沖驅(qū)動LED光源，不僅可以取消輸出電解電容，還能提升電源效率。。驅(qū)動電源增加“軟啟動”設(shè)計，電源導(dǎo)通呈線性上升至額定值。二個方案優(yōu)點是：可以縮小近1倍的PCB面積，減小體積；電源效率可以做到90%以上；成本較普通電源驅(qū)動低。缺