LED射燈燈具全方位解析

如圖4的射燈拆解圖可以看到，目前的LED射燈主要光學器件(透鏡、反光杯)、LED光源、散熱器、驅動電源、燈頭這幾部分組成。但各廠家的LED射燈，由于采用的材料、工藝、LED封裝方式不同，使得射燈在設計和加工上會有一些差別。

1. LED光源及光學器件

目前的LED射燈主要采用多顆大功率LED及集成封裝LED制作，如圖5所示。

圖5：第一張為多顆大功率LED(第二、三張為集成封裝LED射燈)

采用多顆大功率LED的方式，通常需要一個電路板將LED做電氣連接。該電路板大多使用鋁基板制作(MCPCB);對于一些設計也有采用玻纖板(FR-4)制作，但需要專門設計散熱焊盤。然后用螺絲或膠粘的方式固定在燈殼散熱器上。多顆大功率LED制作的射燈，透鏡通常是采用對每顆LED進行獨立配光的，再組合成一個光斑透鏡。

采用集成封裝LED制作的射燈，不需要電路板，可以直接將驅動電源輸出線連接到LED燈上。同樣是采用螺絲或膠粘的方式固定在燈殼散熱器上。該種射燈的二次光學，通常采用一個透鏡或反光杯的方式進行配光，透鏡和反光杯的高度都較高，小角度的配光有難度。

此外，對于大出光面得射燈，大多采用多個光學器件組合的方式完成整個燈具的二次配光設計，如圖6所示。

圖6：多個光學器件組合的射燈

2. LED驅動電源

目前的LED射燈大多為內置電源的自鎮流式射燈。內置LED驅動主要采用開關電源實現，分隔離式和非隔離式。隔離電源的初級和次級形成了電氣隔離，在射燈設計時，只需要將電源初級與外殼或其它人體可接觸部分做好充分的防觸電即可，而次級通常為安全電壓，可做簡單防護即可。這類電源相對安全可靠，但要求放置空間大，其轉換效率也較低。非隔離電源由于初次級之間未做電氣隔離，需在結構上做更嚴格的防護隔離，但該類電源效率高，體積小。

圖7：電源灌膠射燈

除開關電源外，還有多種其它LED驅動方式，但其安全性和可靠性都較低，需要在結構設計上多做努力，以滿足相關安全要求。此外，由于電源內置，通常元器件溫度都很高，將直接影響到LED射燈的使用壽命和穩定性。因此很多廠家都采用灌膠的方式，改善電源的散熱能力，并提高電源與散熱外殼的絕緣性，如果7所示。由于LED的可控制性，因此各廠家都有開發可調光的的LED射燈。現有的主要調光方式有可控硅調光、PWM調光、0-10V調光、DALI調光、DMX51調光、電力載波調光等，都是通過控制LED的驅動電流或電壓的方式，改變LED的亮度。

3. 燈殼散熱器

燈殼散熱器是考量各廠商設計能力的主要地方。大多數廠家的散熱器都是采用鋁材質，加工工藝有機加工及模具成型等方式。在結構設計上，各廠家為了加大射燈的散熱能力，通常采用翅片的方式，如圖8所示。

圖8：帶翅片的LED射燈散熱器(左)　鑲件注塑散熱器(右)

另外，燈殼部分也有用導熱塑膠或陶瓷材料制作的，均采用模具成型的方式。這兩種材料具均有良好的絕緣性能，使產品具有高的電氣安全性能，便于LED驅動的安全隔離。但這兩種材料的導熱系數較低，不利于熱傳導，對于對熱傳導要求不高的室內產品可以使用。此外塑膠材料還有重量輕的特點，可以使LED射燈的重量得到大幅度的減輕。