現(xiàn)在LED光引擎已經(jīng)是一個業(yè)內很多人都知道的一種新產(chǎn)品，也知道它主要是把LED驅動源和LED發(fā)光板集成在一起的模塊，但是可能對于這種光引擎到底有哪些優(yōu)點還不是非常清楚。

　　可以說推廣光引擎的最大好處有以下幾個方面。

　　1. 降低 LED照明燈具廠家研發(fā)費用，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期

　　因為所有LED燈具的光學和電氣指標都由光引擎生產(chǎn)廠家制定了。甚至還推薦了相應的散熱器。燈具廠家只要把光引擎安裝到散熱器里面去就可以了。燈具廠商甚至不需要經(jīng)驗豐富的光學、電子工程師，也不需要購買昂貴的光學和電子儀器設備。換句話說，光引擎可以大大降低LED燈具廠的準入門限，但卻不會因此降低LED燈具的產(chǎn)品質量。當然這要求光引擎的生產(chǎn)廠家本身就要有極高的水平才行。

　　2. 推廣光引擎可以大大加速LED燈具的推廣

　　最近幾年隨著白熾燈的禁產(chǎn)、禁銷，LED燈具即將迎來爆炸式的增長。LED燈具廠如雨后春筍般的大量涌出。這雖然是一種必然趨勢，但是也帶來了很多問題，尤其是表現(xiàn)在LED燈具的質量上的良莠不齊和個別廠商之間的無序的價格戰(zhàn)。LED光引擎的出現(xiàn)可以在很大程度上解決這類問題。因為質量是由幾家生產(chǎn)光引擎的大廠決定，價格也不可能有太大的出入。這就大大地減少了由無序競爭而引起的內耗。有助于LED燈具產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。

　　3. 提升了LED燈具的整體性能

　　例如提高了整體光效(lm/W)，這里是指包括電源效率在內的整體光效，當然對于整燈來說也還應當包括燈罩的透光率(不過這不是由生產(chǎn)光引擎的公司負責，而是由生產(chǎn)散熱器的公司負責)。又如色溫，顯色指數(shù)，等也可以按需生產(chǎn)。而且在同樣的光通量時還可能降低功耗，進一步節(jié)能。

　　4. 降低了成本

　　至少可以省去了恒流驅動源的印制板，及其生產(chǎn)成本。實際上，由于采用COB LED，不但省去封裝。生產(chǎn)還可以高度自動化，這就會大大降低生產(chǎn)成本。

　　一. LED球泡燈的光引擎

　　所有的LED燈具都是是由三大部分構成：LED光源、恒流驅動電源、散熱器和外殼(包括燈頭和燈罩)。

　　就拿LED球泡燈來說，如果要做成光引擎就必須把它的電源板和LED鋁基板合成為一塊板，可以看出其難度是很大的。顯然

　　1. 開關電源不適合做光引擎

　　開關電源雖然性能比較好，效率也比較高，但是最大的缺點就是元件數(shù)目非常多(通常需要三十幾個)，要和LED燈板集成在一起有很大難度。整個開關電源幾乎占據(jù)了70%以上的面積，而把LED的空間減到最小。它不但減小了LED的發(fā)光面積，也擋去一部分光線。而且最大的問題是減小了LED的散熱面積。

　　2. 線性電源可以減少元件數(shù)但效率過低

　　為了減少元件數(shù)，最簡單的方法是改用線性電源，通常線性電源只有5-6個元件，這樣就可以大大減小所占用的面積。目前市面上的光引擎大多數(shù)都是采用無電解電容的線性恒流源，這種方案的缺點是和所有普通的線性電源一樣，其效率只有84%-93%，市電電壓越高效率越低。而且還只允許市電電壓變化小于20%范圍內，LED串的總正向電壓也必須在設計值的10%范圍內，否則效率會變得十分低下。此外LED的光效利用率也只有70-90%。另外還會有100Hz的閃爍。

　　3. 電源和燈板合并會引起散熱問題

　　采用普通的線性恒流源雖然可以解決占用面積的問題，但是另外一個不能忽略的問題，那就是散熱問題。因為當電源和燈板放在一起的時候，電源所消耗的功率也會變成熱量而加到燈板上，雖然電源本身的熱量也是要通過散熱器散發(fā)出去的，但是把電源放到燈板以上就會增加燈板所需散去的熱量，而且燈板到散熱器必須經(jīng)過鋁基板本身的絕緣層和鋁基板和散熱器之間的絕緣層，這兩層絕緣層的熱阻加大了鋁基板的散熱難度，這部分熱量就會增高LED的結溫，降低其壽命。而且線性恒流源最大的缺點就是效率極其低下，本身功耗極大。所以這是一個極為嚴重的問題。

　　根據(jù)計算假如原來的LED結溫是85度，其70%光衰的壽命是3.1萬小時。對于1W的電源功耗會使其結溫升高了18.5%，也就是升高到100度左右，它的壽命就從3.1萬小時降低到1.5萬小時，也就是降低了16,000小時。所以這種溫升對壽命的影響是相當嚴重的，原來3萬小時的壽命，現(xiàn)在降低一半變成1.5萬小時 。更何況線性恒流源的效率根本無法達到90%，而且在市電電壓高于額定的220V時，其效率急劇降低。也就是說，任何采用普通線性電源做成的的光引擎會使LED的壽命至少降低一半以上。

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　　二. 一種具有極高效率的光引擎

　　為了要把驅動電源集成到LED鋁基板上去，必須采用一種具有極高效率的恒流驅動源。也就是說，它作為驅動電源本身幾乎不消耗什么能量。而且元件數(shù)也只有5-6個，體積很小完全可以集成到鋁基板上去。此外，目前LED的發(fā)展趨勢是去掉單個LED的封裝，而采用COB(Chip-On-Board)的方法把很多個無封裝的LED串并聯(lián)起來滿足電源對電流電壓的要求。下面是一個采用COB LED的光引擎照片。

　　把這種光引擎加上散熱器和外殼燈罩做成LED球泡燈以后，對它的具體技術指標進行了測試，其結果如下：

　　1.電源電壓：220V

　　2.輸入功率：7.698W

　　3.輸出流明：1014.7lm

　　4.整體光效：131.81lm/W(包括電源功耗和光罩損耗在內)5.色溫：6085K 7.顯色指數(shù)：85.2

　　更為可貴的是和普通的線性恒流源不同，這么高的發(fā)光效率可以在200V到235V的市電電壓變動的范圍內保持130lm/W不變!如果去掉光罩的損耗(0.9)，那么光引擎本身的光效高達146.45 lm/W

　　這種新型的COB LED光引擎具有更多的優(yōu)勢：

　　這種光引擎具有以下優(yōu)點：

　　1. 驅動恒流源集成到鋁基板上以后減少了一塊電源印制板，降低了成本，減少了工序，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

　　2. 因為電源效率提高，就相當于提高了整燈的光效(lm/W)。這是因為整燈光效必須考慮恒流源的功耗。在采用相同光效的LED情況下，整燈光效可以提高10%左右。

　　3. 因為電源效率極高，這樣還可以降低對散熱器的要求。這種對散熱器要求的降低是非常關鍵的。因為過去業(yè)內一直有這樣的說法，就是LED球泡燈的最大可能功率是9W。因為散熱器的外形必須和白熾燈的梨形相似，其所能散發(fā)的熱量就有一定的限制，9W的球泡燈已經(jīng)是其極限了。而采用這種光引擎以后就可以很輕松地實現(xiàn)9W球泡燈了。而且還能得到1,000流明以上的光通量。

　　4. 采用COB LED，省去了封裝，而且生產(chǎn)可以全部自動化，降低了生產(chǎn)成本。

　　5. 如果鋁基板采用鍍銀或拋光而具有更高的反射率，其光效也可以比封裝后的LED更高。

　　6. 采用了環(huán)形COB LED，所有的LED盡可能分散排列而不是集中在一小塊面積之上，而且更加靠近散熱器，由于LED芯片直接固定于鋁基板上，所以熱阻更低，散熱效果好，壽命更長。

　　7. 采用光引擎的結構以后，機械上只要固定到散熱器，電氣上只有兩根市電電源線須要連接到燈頭，接口十分簡單。

　　8. 由于整個光引擎出廠時已經(jīng)通過全部測試，所以對下游廠家要求十分簡單，只要安裝上散熱器并焊兩根線到燈頭就可以了，不需要有任何復雜的電氣測試。所以很容易大量銷售至普通的生產(chǎn)廠家。

　　三. 用這種光引擎做成的球泡燈的國家測試結果

　　為了得到正式的測試結果，我們把這種光引擎做成球泡燈以后拿到中國“國家電光源質量監(jiān)督檢驗中心(上海)”進行了檢測。其檢測結果如下：

　　由檢測報告可知，1#樣品的總流明在輸入功率為7.9瓦時可達1000流明以上，其光效高達126.3 lm/W。必須注意的是它包括了燈罩的光衰，假如燈罩透光率是90%的話，那么光引擎本身的光效超過了140lm/W(126.3/0.9=140.3lm/W)。而且顯色指數(shù)也高達84.5。據(jù)該中心有關人員說這是他們成立以來所測得的最高光效。

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　　四. 和日本品牌LED球泡燈的比較

　　下面我們可以列出和日本品牌LED球泡燈的性能比較表：

　　從表中可見，我們埃菲萊的球泡燈總流明數(shù)和東芝的LDA9N-G相當都是830流明以上，可以取代60W白熾燈。但是由于我們的光效高，所需的輸入功率比東芝的還要低2.3W，也就是說，我們比東芝的類似球泡燈還要節(jié)省26%的電能!價錢低一半多!

　　五. LED吸頂燈光引擎

　　那么是不是光引擎只能用在球泡燈呢?不是這樣，可以說它幾乎能夠用于所有類型的LED燈具。下面我們就先來看一下用于LED吸頂燈的光引擎。

　　我們知道LED吸頂燈和其他LED燈具一樣，需要由LED燈板和其恒流驅動源兩部分組成，同樣，我們也可以采用COB LED來做吸頂燈的光引擎。這時我們采用長條形的COB LED。其照片如圖2所示。

圖2. 采用COB LED的吸頂燈照片

　　其技術指標如下：

　　1.額定電壓：220V， 2.輸入功率：16W 3.總光通量：1622lm 4.整體光效：101lm/W 5.色溫：3289K 6.顯色指數(shù)：80。 其整體光效(含恒流驅動源)在200V到230V都大于100lm/W。

　　六. T5燈管光引擎

　　對于T8燈管來說，市面上已經(jīng)有很多內置電源的LED燈管了。因為它的內部空間很大，所以把電源放進去也不是一件難事?？墒菍τ赥5燈管就不然了，因為T5燈管很細，內部空間很小，很難把LED恒流電源也放進去。所以市面上幾乎完全沒有內置電源的T5型LED燈管，都是把電源和燈管做成一體化的帶燈座的異形燈管，這種燈管不能直接替換原來的熒光燈的T5燈管。而且本來T5型的LED燈管它的散熱就是一個問題，即使能夠把電源放進去，更會增加其散熱的困難程度。

　　然而有了這種超高效率的小體積的LED恒流源，情況就完全改觀了。這種T5的光引擎的照片如下圖所示：

　圖3. 用于T5燈管的COB LED光引擎

　　它有兩種光引擎，一種是帶電源的有源光引擎，還有一種是只是COB LED的無源光引擎，它們的長度都是200mm左右。對一個1.2m的T5的燈管，一共需要1根有源光引擎和5根無源光引擎。由于它們都很窄，所以很容易安裝進T5的燈管里。

　　這種樣品的實測結果如下：

　　1.額定電壓：220V 2.功率：12.2W 3.光通量：1340 lm 4.光效：109.8 lm/W 5.色溫：7467K 6.顯色指數(shù)：83

　　七. LED PAR燈的光引擎

　　同樣，這種LED光引擎也可以用的大功率的PAR燈里，圖4就是它的照片。

圖4. LED PAR燈的光引擎

　　它的性能指標如下：

　　1.功率：26.88W

　　2. 光通量：2629.7 lm

　　3.光效：97.84 lm/W

　　4. 顯色指數(shù)：80.4

　　由此可見這么小的體積可以產(chǎn)生這么大的流明數(shù)，而且具有這么高的發(fā)光效率是極其罕見的。

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　　八.高效光引擎的十大優(yōu)點

　　這種高效光引擎的優(yōu)點可以歸結如下十點：

　　1.把恒流源放到鋁基板上，去掉了電源印制板，減小了空間，降低了成本。

　　2.恒流源的高效率，可將整燈光效(lm/W)提高10%左右

　　3.提高電源效率，也減小了10%能耗，進一步節(jié)能

　　4.電源芯片不需要帶散熱片的封裝，甚至也可以不用封裝，從而降低了成本

　　5.減少了整燈的熱量，如果采用同樣的散熱器，可以降低LED結溫，延長LED壽命

　　6.恒流源一共只有5個元件，提高了電源的可靠性

　　7.采用環(huán)形COB LED，也進一步改進了散熱，提高了光效

　　8.整燈不存在電磁干擾EMI的問題

　　9.對外機械接口只有鋁基板尺寸和三顆螺釘位置，電氣接口只有兩根220V電源線，很容易標準化

　　10.簡化了生產(chǎn)過程，降低了生產(chǎn)成本，連同BOM成本的總成本降低50%左右

　　很多機構都希望光引擎能夠促進標準化，但是迄今為止并沒有出臺過任何具體的指標。對于球泡燈和吸頂燈甚至包括射燈，PAR燈等很多燈具來說，其實真正需要標準化的只是其直徑尺寸和定位螺釘?shù)奈恢?。只要這兩個標準化了，各種光引擎就可以實現(xiàn)互換。

　　九. 光引擎的未來

　　光引擎能夠成為現(xiàn)實的關鍵技術必須有極高效率的恒流驅動源，有了這種極高效率的恒流驅動源才能夠把電源放到LED鋁基板上去!現(xiàn)在這已經(jīng)成為現(xiàn)實了!而且開發(fā)出了特高光效的光引擎!特別需要指出的是，前面所有的高光效光引擎產(chǎn)品都沒有采用Cree、OSRAM或日亞等大公司的超高光效也超貴的LED芯片，而是采用了臺灣生產(chǎn)的最普通的LED芯片而實現(xiàn)的!

　　LED燈具是一種新型的電光源，作為電光源如何能夠把電能最有效地轉化為光能。人們世世代代所追求的就是如何提高其光效，也就是發(fā)光效率。當今全球變暖的嚴峻形勢迫使節(jié)能減排成為擺在我們面前的最重要的課題。而照明占用了13%的能源消耗。LED替代所有現(xiàn)有的電光源已經(jīng)提到了最迫切的議事日程上來。同樣是LED，如何千方百計地提高其發(fā)光效率也是非常重要的課題。

　　本文所介紹的光引擎，能夠在采用普通的LED芯片的基礎上提高光效達40%以上，可以說是一種革命性的突破!如果能夠推廣到所有LED燈具上，就可以進一步節(jié)能40%之多!這將對于我國以致全世界的節(jié)能減排是極其重要的貢獻!

　　此外，可以說光引擎的未來非常光輝燦爛!因為它將成為各種不同燈具的共同選擇，采用光引擎以后，不但降低了成本，提高了性能，而且統(tǒng)一了規(guī)格，保證了質量。徹底結束了LED燈具市場的亂打價格戰(zhàn)無序競爭局面，也徹底消除了廣大用戶對于LED燈具質量參差，品質惡劣的壞印象?？梢哉f，這種高性價比的光引擎的出現(xiàn)必將開創(chuàng)LED燈具的新時代!