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高能LED最适合你的应用环境么?
作者:Yasoob Ahmed    来源:Electronic Design
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二极管、三极管展厅
晶体管, LED, 二极管, 高压二极管, 三极管, ...
高能LED的发展代表着照明行业近年来最显著的创新。它的宽松定义是指至少1W的LED。这些高能或高亮度LED兼具高亮度、节能、耐用、省钱的特点,鼓舞了整个行业。

不过尽管这些优点得到业界出版物的褒奖、反映出顶尖LED厂商在高能LED方面的努力,高能并不一定是所有照明应用下的首选。事实上,标准LED技术能够在很多情景下提供与之相当的亮度表现,并显著改善成本、设计和性能表现。

标准LED VS 高能LED

为了说明标准LED阵列能比单个高能LED提供更好的设计流程、节省成本和空间,我们来考虑一个需要90流明亮度的理论环境。该亮度可以通过一个1W高能LED实现,也可以通过六个标准LED组成的阵列实现。

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标准LED阵列的设计流程远比高能LED简单,因为它对热管理的要求低很多。在我们的例子中,1W LED需要350mA电流,而六个LED组成的阵列只要120mA。

高能技术需要散热片和MCPCB板来确保温度不会对功效、LED寿命或色温造成影响。标准LED不需要散热片、MCPCB、电容电阻,因此设计、测试与生产都比较简单。这一简化流程不仅节省了时间和开支,也加快了产品上市速度。

节省成本

高能LED的热管理需求可能显著增加开支。其中最贵的是散热片,它的材料可能是相对便宜的铝,也可能是传导更好但也更贵的铜或银。这些昂贵的材料可能会为高能产品带来1-10美元的额外成本,而标准LED设备可以省去此成本。

类似的还有高能LED需要MCPCB作为被动冷却技术控制温度。这些电路板比标准LED所用的FR4 PCB散热效果更好,但也更贵,因为MCPCB需要导热更好的材料。MCPCB的成本也因此可能比FR4 PCB高五倍。采用FR4 PCB、省去昂贵散热片并简化设计有望缩减60%的成本。

节省空间

最后,如果设备内部空间有限,标准LED常常是最好的选择。就像上文所提到的,高能LED需要散热片、体积更大的冷却技术。它们的主要任务是提供更大的表面积以利对流和辐射散热。更大的表面积可以提高散热效率,但也让高能LED变得更笨重,这可能对空间有限的产品造成设计障碍。

标准LED矩阵一般也不需要更占体积的驱动器、电容和电阻,相比高能LED能够节省最多50%的空间。对于空间有限的应用来说,一组标准LED有望在相同的亮度下比高能LED节省很多空间。

应用需求

那么如何判断是一个高能LED还是多个标准LED的组合更适合特定应用呢?对于有些设计来说,结果是很明显的。

小体积、电池驱动或便携式设备,例如消费类电子产品、重点照明或者标准指示灯长期以来都在使用标准LED,未来很可能也会继续用下去。而通用室外照明、大面积室内照明(追踪照明、替代灯泡)和车前灯则会继续使用高能LED技术。

但其它应用则处于灰色地带,需要悉心考量,比如箱内、内外部标牌等小空间照明以及医用设备和工控状态指示灯(图)。

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划分应用

LED厂商可以帮助客户走出灰色地带,选择真正适合自己的技术。比如有一家家电厂商正在设计冰箱内照明系统。最初设计需要三个1W的高能LED才能满足亮度需求。

Lumex提供了由18个标准的高亮度、特制透镜5mm LED构成的阵列。由3个高能LED换成18个标准LED以后,该家电厂商节省了50%的成本,并且不需要在冰箱内额外增添散热设备。

高能技术有时也是首选。有一家校准监测系统供应商找Lumex分析自己目前的3x3英寸板。该板采用36个1/4W标准表面安装LED。Lumex重新定制了一套由9个1W高能LED组成的方案,没有改变功耗需求。尽管增加了MCPCB,该方案还是节省了25%的成本和15%的空间。

正确的选择

为产品选择最佳LED解决方案的最好办法就是联系你的供应商,对方应该有大量标准LED和高能LED可供选择。该供应商应该花时间了解你的特定技术需求和应用需求,而不是随便给一个通用方案。

好的供应商应该查明应用所需的最低/最高输出、现有电力、整个系统的理想成本范围、内部空间限制、所需照明空间尺寸、产品使用环境和通常运行温度,并根据这些帮你决定究竟是标准LED还是高能LED更适合现在的应用以及这些选择会对产品设计的成败造成哪些影响。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (2/24/2012)
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