LED灯具设计过程中的关键问题分析

kevin0502

                                                       LED灯具设计过程中的关键问题分析
     对于灯具厂的投资人或灯具设计师来说，设计一款产品。不是看上某个款式、设计出一个漂亮的外壳、找上一款合适的电源，配上二次透镜，接上LED点亮就了事

要设计产品，首先要明确我们的未来客户是谁，使用环境是什么，要达到什么样的效果，用谁的LED封装结构，市场能接受什么样的一个产品价格；然后再根据这些特点去灵活规划设计方案，接下来考虑怎样去具体实施对外观结构，散热，光学，配电的具体方案。由于产品种类很多，处理方式也个不相同，后面我们会逐步一款一款的去剖析设计思路，今天要说的是设计方向及照明设计过程中的关键问题及处理方法。

一、半导体照明应用中存在的问题

1、散热

2、防水

3、缺乏标准，产品良莠不齐

4、价格问题

5、配光绝对不仅仅是找个透镜装上就行，也绝对不是拿个配光曲线去一层不变的僵持思维,我门的常规思维是接受一组面光呢还是接受几个发光点,

6、驱动电源仍然是大家担心的短板问题

7、选择电路设计的时候究竟是单串呢还是多路并呢

二、散热设计

1、选择最短的热传导路径，减小热传导阻力；这里说的就是散热部分最好和光源板直接接触，最好不要选择LED把热传给铝基板，铝基本把热传给一个导热部件，这个导热部件再把热传给散热部件的设计模式

2、增大相互传导面积，增加热传导速度；这里说的是热流向散热表面的流经通道的厚度尽可能厚

3、合理的计算设计有效散热面积；这里涵盖了三个问题，1可以根据温度要求计算出散热面积，为结构设计寻找捷径（我们通常会先设计出模型，然后再热计算，再做修改）2设计有效散热面积，经验不够的工程师会画一堆散热齿，按面积算50W散热都够了，结果由于散热齿间距设计不合理，散30W都成问题，目的没达到还浪费很多铝材，增加成本，3设计有效的空气流通通道。一些交错排布的齿形设计会使空气流动形成扰流，影响效果，在灯具外壳罩上美观的外罩更是不合理的散热设计,尽可能让冷空气流通通道一路走下去,不要设置让流向呈90度转弯的横向栏板

三、防水

   防水设计包含5个问题

1、 防止外部水流进灯腔内部

2、 防止外部水渗进灯腔内部

3、 防止外部水吸进灯腔内部

4、 防止将带有水气的湿空气密封在灯腔内，在里外温差较大时内部形成水气

5、 防止一些密封胶类产品固化过程中向灯具腔体释放水气

具体方法我想大家都会,这里要强调的是,防水胶圈硬度不需要设置过硬,也不一定要压的很死,如果你的灯没有设置空气呼吸器,不可以在潮湿的空气中密封灯具,检验密封性能最好的方法是给密封的空腔加压减压,看有没有气泡或漏气,这里一检验了胶圈密封性,二检验了灯壳会不会渗水,经常我门会把灯壳密封好扔进1米深的水里泡半小时,看没进水就算合格,但是,如果你的灯壳铝结晶晶粒过大造成内部有”空隙”的时候这种方法就有疲漏,我的埋地灯经常就出这种泡不进水装上就进水的怪现象,

四、大家都在憔心的一个问题是,我拿好品质的产品,人家去中上买个比我便宜一半的产品,我门怎么竞争? 这里要告诉大家的是,放心心态,寻找方法,保持质量,节约成本,LED和驱动电源,铝基板我门是一定不能走神,但是我们要在采购途径上下功夫,尽量找一级代理或原生产厂,经常我们的10元的东西不见得比别人8元的东西好,因为你没找对供应商,关于外壳,我的建议是散热合格,防水过关,强度合格,方便生产安装就可以,没必要重就好,关键看设计是否合理,外壳的成本压力比较大,尽量找原压铸厂买东西,而不是门市部代理商,因为他们会额外赚你10%~30%的转手费,这上面尽力了后就放平心态,因为烂产品维持10个客户可能需要和50个不同的客户做3次生意,好产品维持10个客户也许我门只需要和8个人不同的客户做一次生意就够了,理性的客户在更多时候还是希望买到省心的产品,半夜开机等客户,而不是白天关机怕接客户电话,作为终端的灯具制造商,还是需要把品质放第一

五、驱动电源

输出驱动电压选择：

1、20W以内市电驱动时48V左右比较合适；

2、较大的功率市电驱动输出电压36V左右最合适；

3、离线式照明大部分是12V和24V电压。

建议：

1、基于串并联安全考虑出负载合适的驱动电压值，尽量统一电压值减小电源设计规格成本；如果你对你的光源设计和选择有足够的信心,产品又不需要过安规,选择多路串行未尝不可

2、基于安规规定，产品设计要符合认证要求，那么尽量不要选择峰值超过42.4Vac或直流超过60Vdc的电压 ;但是在选择多路并的时候,各路的压差和LED的质量仍然是我门要考虑的问题,要知道万一一颗开路,其他路的分流压力是非常大的,

3、从解决LED照明市场大规模上量的技术和品质问题考虑。驱动电源还是选择知名厂商或有一定规模的厂商比较合适,因为他们在产品工艺流程控制,原材料采购渠道,产品性能老化检测过程,检测设备上是小厂无法竞争的,我门不能说小厂做不好东西,小厂有他的灵活性,但是要防止这种灵活误事,如果你真有量了,品牌的产品价格不见得就贵,

六、关于配光

   这里要说的不多, 需要提醒的是配光绝对不仅仅是找个透镜装上就行，也绝对不是拿个配光曲线去一层不变的僵持思维,我门的常规思维是接受一组面光呢还是接受几个发光点,同一角度的透镜不一定出同一效果,各家在处理杂光,黄圈,透光率,与LED的匹配性上都有差异,建议工程师选择自己觉得满意的透镜去设计产品,比如我选的30度透镜出来是什么效果我自己心里有底,而不是看见效果30度可以,然后就说只要你拿个30度的透镜就行,

在高功率的灯具配光上,现在流行2种方式,其一是一颗LED一颗透镜,其二是多颗LED配一个大透镜,其实从光效生产和成本上来说,后者也许还有优势,但你的客户对视觉习惯是接受接受一组面光呢还是接受几个发光点,就要你自己去取舍呢,这个在设计产品初期就要规划好,

                                       2013-09

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jdm1717

好贴！说的语重心长啊