解析技術創新的360度LED燈絲球泡燈

　鎢絲白熾燈行將被取消，很多人留戀用了100多年的白熾燈，LED照明燈終將取代鎢絲白熾燈，這是現代科技發展的必然趨勢。如今LED照明燈的節能、省電、無污染、高環保是路人皆知的了。可是因為LED照明燈的生產成本居高不下，目前LED照明燈的零售價格還難以使LED照明燈具走進千家萬戶；目前使用低壓LED燈珠做光源的LED照明燈具散熱瓶頸還沒有完美的解決方案。唯有依靠LED照明燈具的系統技術革命、技術創新才能有所突破，才能創造新一代更合理、更有性價比的LED照明燈具，為全社會的平民百姓能享用。

　　很多人希望LED燈能做得像鎢絲白熾燈那樣輕巧，360？全發光。這在目前低壓LED燈珠為光源的LED照明燈具中還很難實現。改革LED燈珠的形狀，進行創新設計正是希望之路。

圖1 LED燈珠板的散熱

　　LED光源封裝技術創新

　　對LED光源封裝技術進行創新設計是LED照明燈具走向新生的關鍵。目前的LED燈具大多采用低工作電壓（VF=3.2V）、大電流（IF=200-700mA）的低壓LED燈珠（LVLED）。LED燈珠工作時只有30%的電能轉換成光能，70%的電能轉換成熱能，因此如果LED燈具的散熱做得不好，大量熱量聚積使燈腔始終處在高溫環境，開關恒流電源的電解電容器中的電解液就會因高溫而枯竭，導致失效；LED燈珠因長期處在高溫環境中而發生早衰。

　　HVLED（高壓LED）燈珠技術的誕生給室內LED照明燈具帶來了新的生機、新的理念、新的設計思路。由此會誕生很多奇思妙想的LED照明新產品、新燈具。HVLED的最大特點是高電壓（VF=50-280VDC）、小電流（IF=20-60mA），與同樣功率的LVLED燈板相比較，它的發熱要低很多。HVLED是將N顆低壓LED管芯在封裝時串聯成高壓的模塊，它的應用也是十分的方便。

　　LED管芯的封裝從單芯封裝到N顆管芯的集合封裝，如COB、COF等等，又從少串多并的低壓LED模塊轉向多串少并、多芯封裝的HVLED模塊。LED光源的封裝技術正在不斷創新之中。

　　從應用技術的角度來看COB的LED光源板，它的中心LED管芯還是有導熱困難、散熱不暢的毛病，LED熱量會在COB的中心聚集，因此，這種LED燈用久了，中心的LED管芯先發生光衰。多芯封裝的HVLED在同樣功率的燈板上可采用N顆均布技術，每顆HVLED的熱量迅速被鋁基板傳導散發，HVLED在小電流下工作，本身的發熱就低多了。這二種LED燈珠板的散熱狀況如圖1所的描述。

圖2 ELC管芯的LED燈絲柱　　技術創新的LED燈絲柱封裝技術

　　技術創新的LED燈絲柱封裝技術是基于HVLED的理念而發展起來的。將N顆小功率的LED管芯串聯封裝在玻璃基板上，成為不同于以往的新封裝。臺灣晶元最早提出LED燈絲新概念，將N顆ELC的LED管芯封裝在玻璃柱的基板上，用金線將它們串聯成高壓的HVLED模組，間隔反光鏡，用黃色熒光粉涂覆外裹。圖2表示ELC管芯的LED燈絲柱的結構。

　　大陸LED工程師的創新設計是將N顆小功率的LED管芯直接封裝在玻璃柱基板上。比如將28顆每顆0.02W的1016 LED管芯封裝在長38mm、直徑1.5-1.6mm的玻璃柱基板上，采用金線串聯。這個LED燈絲柱的VF=3.2X28=89.6V、IF=10mA。LED燈絲柱的最大特點是360度全角度發光，采用高電壓(75-90VDC)、小電流(10-15mA)驅動工作狀態；采用高品質的LED管芯可以生產高亮度（75-95lm）、高光效（120-130lm/W）、高顯色指數(90-95Ra)、高可靠性的LED燈絲柱；對藍色和紅色的LED管芯按不同的比例混搭可以生產不同色溫（2870-6020K）的LED燈絲柱。高壓LED燈絲柱的結構如圖3所示，在玻璃柱基板上封裝LED的藍色+紅色管芯，按預先設定規則排列，兩端設置引出電極，金線串聯后，噴涂黃色或黃綠色的熒光粉，全體外裹。通電試驗時要注意高電壓的防護。這類LED燈絲柱是工作在10-15mA的小電流、小功率狀態，整個LED燈絲柱處于懸空全面接觸空氣中，散熱暢通，發熱很低，基本不燙。

圖3 高壓LED燈絲柱的結構

　　LED燈絲球泡燈

　　利用LED燈絲柱來設計各種中小功率的LED球泡燈是非常容易的。以蠟燭燈為例，二根LED燈絲柱串聯就可設計成360？發光的1.8W蠟燭燈，發光亮度可相當于8-10W的白熾燈（圖4）。二串二并四根LED燈絲柱就可設計成360？發光的3.6W球泡燈燈，發光亮度相當于22W的白熾燈（圖5）。

圖4 LED燈絲柱與蠟燭燈