前言

　　產(chǎn)品價(jià)格的下降，既是市場發(fā)展的一大趨勢，也是市場的需求。自2015年以來，LED價(jià)格下降速度之快、下降幅度之大都是前所未有的。大幅度下調(diào)的價(jià)格，促使企業(yè)進(jìn)一步追求節(jié)省成本的生產(chǎn)方法。

　　路燈企業(yè)也在這一輪又一輪的降價(jià)潮中，不斷調(diào)整這自身的生產(chǎn)方法，顛覆著產(chǎn)品舊有的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)理念，從單體透鏡到花生米粒連體透鏡，從獨(dú)立的驅(qū)動到“去電源化”的線性驅(qū)動，在保證產(chǎn)品性能的同時，不斷減少產(chǎn)品生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)和用料，以節(jié)省生產(chǎn)成本。

　　就在兩年前，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，線性方案只適用于小功率產(chǎn)品上，因?yàn)檫@種方案將電源集成到PCB板上面，無法將熱量有效散發(fā)出去，會加速LED光衰，影響LED壽命。然而在成本這一原始驅(qū)動力的驅(qū)使下，僅僅兩年時間，線性方案就被應(yīng)用到路燈模組上。那么，這種方案的散熱性能到底如何，是否能夠達(dá)到使用要求?產(chǎn)品的整體性能能否得到保證?本期阿拉丁評測將為大家一一揭曉。

　　本期評測特別邀請了佛山沃特測試技術(shù)服務(wù)有限公司作為權(quán)威的第三方檢測機(jī)構(gòu)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行測試。此外，阿拉丁評測室還邀請了業(yè)內(nèi)資深工程師梁廣全梁工對這款產(chǎn)品進(jìn)行了深度拆解。

　　樣品圖片

　　基礎(chǔ)參數(shù)

　　以上數(shù)據(jù)由佛山沃特測試技術(shù)服務(wù)有限公司提供。

　　在市電下對產(chǎn)品基礎(chǔ)光電參數(shù)進(jìn)行測試時，我們發(fā)現(xiàn)功率、功率因素、光通量與標(biāo)稱比較接近，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定誤差±10%的規(guī)定。

　　恒功率性能測試

　　分別在以下12種電壓下測量輸入功率(Ta: 25°C)。

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　　由測試數(shù)據(jù)可看出，在12種電壓下，輸入功率保持在28-31.8W之間波動，波動范圍約在-6.67%-6%，符合標(biāo)準(zhǔn)功率誤差±10%的要求。在電壓波動的情況下，輸入功率保持在一個比較恒定的狀態(tài)。特別是線性模組支持300V電壓下穩(wěn)定工作，在我們以往的測試中沒有發(fā)現(xiàn)具備這一功能，是本模組的一大亮點(diǎn)。

　　浪涌測試

　　測試條件如下：

　　Temp. =21.6℃;R.H.= 54.7%;A.P.=100.8kPa

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　　此次測試，采用的是產(chǎn)品標(biāo)稱提供的6kv電壓進(jìn)行測試，屬于非常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的測試。在測試過程中燈出現(xiàn)閃爍，測試結(jié)束后可自動恢復(fù)。順利通過浪涌6KV測試，消除了線性模組在路燈場合應(yīng)用的擔(dān)憂。

　　配光測試

　　配光曲線

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　　從上圖可看出，燈具發(fā)光為軸對稱配光，C0/180面為136.4度，C90/270面為63.3度，平均光束角為93.3度，結(jié)合空間等照度曲線，考察的是該燈具下10m到50m，距離34m的截面(C0平面)的照度分布情況。燈具配光曲線反映了燈具控制光分布的能力，根據(jù)配光曲線圖，設(shè)計(jì)師可以從一個燈具的配光曲線出發(fā)來設(shè)計(jì)、排列燈具，實(shí)現(xiàn)建筑師要求的照明效果。

　　統(tǒng)一眩光值UGR

　　依據(jù)CIE Pub.117計(jì)算, 2987lm光源光通要進(jìn)行修正(8log(F/F0) = 3.8)。

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　　UGR用于度量照明裝置發(fā)出的光對人眼造成不舒適感主觀反應(yīng)的心理參量，是光環(huán)境的重要指標(biāo)。路燈的統(tǒng)一眩光值控制，對于駕駛者舒適度有著重要的影響。從測試數(shù)據(jù)看，這款產(chǎn)品的眩光值在22-33之間，滿足路燈對統(tǒng)一眩光值的使用要求。

　　燈具有效平均照度圖

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　　有效平均照度圖，反應(yīng)是燈具在相應(yīng)角度內(nèi)發(fā)出的光通量，也可以看出相應(yīng)位置范圍內(nèi)的照度值，照明設(shè)計(jì)師可根據(jù)此圖合理計(jì)算燈具安裝角度、分布以獲得符合不同路面下主干道、次干道要求的照度。

　　溫度測試

　　LED結(jié)溫直接影響其光衰和壽命，也是大家最為關(guān)心的一個問題。尤其是線性方案，此前不被看好，最重要的原因是擔(dān)心這種方案散熱滿足不了使用要求，會加劇LED的光衰和壽命。因此，此次測試，溫度也是我們最為關(guān)注的點(diǎn)之一。

　　因條件所限，我們無法采用電壓測試法直接進(jìn)行結(jié)溫測試，只能對LED各個部位的溫度進(jìn)行布點(diǎn)測試，考察其整體的工作環(huán)境溫度，作為一個側(cè)面參考。

　　此次樣品溫度測試，采用了標(biāo)稱電壓的最低電壓、最高電壓，以及市電三種電壓進(jìn)行測試。先來看一下測試布點(diǎn)圖。此次溫度測試，采用了熱電偶布點(diǎn)的測試方法。

　　以上兩張圖片由佛山沃特測試技術(shù)服務(wù)有限公司提供。

　　再來看一下各個測試點(diǎn)的實(shí)測溫度。

　　以上數(shù)據(jù)由佛山沃特測試技術(shù)服務(wù)有限公司提供。

　　兩年前，業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為線性方案只能在小功率范圍內(nèi)應(yīng)用，大功率產(chǎn)品采用線性方案，散熱問題無法解決。然而在降低成本這一力量的驅(qū)使下，這一難題已經(jīng)被攻克。從此次樣品測試數(shù)據(jù)來推測，大功率線性模組的散熱能力已和常規(guī)產(chǎn)品保持在同等水平上，溫度較高的測試點(diǎn)，只有LED 1和LED 2兩個測試點(diǎn)。

　　關(guān)于這兩個測試點(diǎn)的溫度，一直以來存在一些爭議。一種比較常見的觀點(diǎn)是，芯片的溫度是最高的。然而，越來越多的實(shí)際測試案例表明，芯片膠體的溫度，明顯高于芯片內(nèi)部溫度。因?yàn)樾酒ㄟ^基板鏈接到了散熱器，能夠及時把熱量散發(fā)出去，而芯片熱傳導(dǎo)傳至膠體的熱量，因?yàn)槟z體本身是熱的不良導(dǎo)體，反而遲遲無法散發(fā)出去，這導(dǎo)致膠體溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他測試點(diǎn)的溫度。阿拉丁評測室就這一問題曾咨詢過一些專業(yè)的工程師，發(fā)現(xiàn)參與到談?wù)摰墓こ處煟蟛糠侄家呀邮懿⒄J(rèn)可這一觀點(diǎn)——膠體溫度高于其他測試點(diǎn)溫度。我們也希望會有更多的工程師加入討論，并提供更多的實(shí)際測試案例，以佐證這一觀點(diǎn)的真確性。

　　結(jié)語

　　從產(chǎn)品的測試數(shù)據(jù)來看，不管是光學(xué)性能、電氣性能還是散熱性能，都能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，各方面性能已和傳統(tǒng)的LED路燈到了同一水平。阿拉丁評測室認(rèn)為，一款產(chǎn)品在滿足使用要求并保證使用安全的同時，能夠減少生產(chǎn)成本，降低產(chǎn)品價(jià)格，這就不失為一款好產(chǎn)品。

　　特別鳴謝：佛山沃特測試技術(shù)服務(wù)有限公司

30W AC高壓線性交流LED模組拆解

文/梁廣全

　　談及LED模組路燈，一般都會聯(lián)想到一個由光源模塊、驅(qū)動電源、散熱器、配光透鏡(部分)、外殼組成的一個燈具。其中，光源模塊、驅(qū)動電源的要求較高，成本占比最重，驅(qū)動普通都占到總成本的30%以上。在產(chǎn)品開發(fā)中，驅(qū)動電源的存在，也給設(shè)計(jì)造成很多不便，大大的增加了燈具的重量!在愈演愈烈的激烈競爭下，企業(yè)的毛利愈來愈低，如何降低燈具成本成為不可回避的問題。

　　近幾年相繼有企業(yè)開發(fā)出AC-HV高壓線性交流LED模組， AC驅(qū)動LED模組方案不需要高頻變壓器、不需電解電容，能將電子元件集成在光源模組中，簡化了燈具的工藝流程，也達(dá)到了直接用市電驅(qū)動LED的目的，成本也得以大大的降低。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，也可以讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加自由，總體來講提高設(shè)計(jì)靈活性并節(jié)省成本。

　　下面我們以某公司的AC高壓模組為例進(jìn)行詳細(xì)分析：

　　一、產(chǎn)品外觀

　　首先從外觀來看，比較明顯的就是散熱鰭片底部圓弧設(shè)計(jì)以及透鏡免工具安裝、維護(hù)設(shè)計(jì)!中規(guī)中矩，跟市面上的產(chǎn)品大同小異，沒有太突出的特點(diǎn)，采用拉伸成型工藝，表面陽極氧化原色處理，表面處理細(xì)節(jié)良好，手感好，用料足，看著給人可靠的感覺。

　　1 外形尺寸分析

　　模組尺寸為270×70×40mm，底板厚度為4mm，散熱鰭片高度為36mm，間隙為10mm，底部厚度1.8mm，頂部圓弧設(shè)計(jì)直徑為2mm，總散熱面積約是1200CM2(不含光源安裝面)，點(diǎn)燈測試實(shí)際功率為30.3W，散熱面積約40 CM2/W，散熱面積稍微有點(diǎn)不足。

　　另外值得注意的是其散熱器鰭片的設(shè)計(jì)，散熱器鰭片下小上大，間隙有點(diǎn)像煙囪的形狀;在散熱設(shè)計(jì)中，有一種散熱效應(yīng)叫煙囪效應(yīng)，由于上面窄下面寬，會產(chǎn)生一種拔力，讓熱量更快的散掉，最終散熱效果，需通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y試才能確認(rèn)。

　　二、配光分析

　　1、 亮燈測試

　　路燈的好壞，配光是一個重要因素。亮燈通過簡易測試，實(shí)際功率為30.3W，PF=1.0。從點(diǎn)亮效果來看，縱向?yàn)槠馀涔庠O(shè)計(jì)，橫向?yàn)閷ΨQ配光設(shè)計(jì)，能更好的將光投射到有效照明區(qū)域，提高利用率;從光斑，光強(qiáng)分布比較均勻，發(fā)光角度橫向比較寬，有利于更合理的分布燈具間距，達(dá)到節(jié)能和照明理想的平衡;但是頻閃較嚴(yán)重，用手機(jī)照著看頻閃嚴(yán)重(圖中暗區(qū)即為頻閃造成)。

　　2、 透鏡設(shè)計(jì)分析

　　此模組采用的是卡扣式3×6結(jié)構(gòu)18頭花生米偏光連體透鏡，減少了單體透鏡固定所需的配件，燈具空間得到有效利用，降低了燈具的結(jié)構(gòu)大小以及重量，同時兼顧防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。連體透鏡外形尺寸為218×70×14mm，其中透鏡板厚度5mm，扣子高6mm，花生米透鏡前凸3mm，其中他們采用這款透鏡有一下特點(diǎn)：

　　A、透鏡縱向偏光設(shè)計(jì)，橫向?qū)ΨQ配光設(shè)計(jì)，采用3×3左右對稱分布排列，中間做凸臺為配合鋁基板中間電路設(shè)計(jì)，

　　B、采用卡扣安裝，去螺絲化結(jié)構(gòu)，每側(cè)各4個扣位，兩端各2個扣位共12個扣位左右對稱分布，免工具維護(hù)和安裝，有利于減少生產(chǎn)工序，組裝方便，避免由于螺絲螺絲或孔位滑牙造成的不良品或報(bào)廢品;

　　C、透鏡左側(cè)有標(biāo)明偏光方向，避免燈具安裝過程將模組反裝造成配光不一致;

　　D、兼顧防水結(jié)構(gòu)，防水槽尺寸為210×62mm，寬2mm，深4mm;

　　E、透鏡底板曬紋處理，可適當(dāng)降低透明度，遮擋鋁基板內(nèi)部線路，更加美觀。

　　不足之處：

　　A、卡扣結(jié)構(gòu)緊配，拆卸需借助工具，無法徒手維護(hù)，不能達(dá)到免工具維護(hù)的目的;拆卸較困難，透鏡為PC料子，拆卸用力過度容易造成扣子損壞影響功能，需專業(yè)人員維護(hù);

　　B、透鏡表面沒有編號，不利于物料管理以及后期維護(hù);

　　C、二次裝配費(fèi)勁，通過人力很難安裝到位，會存在部分扣子扣不到位，影響防水功能。

　　三、防塵防水分析

　　防塵防水是道路照明燈具一個重要的要求，由于道路照明燈具使用環(huán)境為戶外，會受到灰塵侵襲以及雨水沖刷，進(jìn)灰塵則影響配光以及照明，進(jìn)水則影響內(nèi)部電路以及安全，嚴(yán)重者會造成道死燈、短路、漏電等嚴(yán)重安全隱患，道路照明燈具要求一般都為IP65。

　　1、防水硅膠圈分析

　　此模組采用的是單純的結(jié)構(gòu)防水的方案，并沒有在防水圈上做相關(guān)處理，例如打膠、涂油等。由于收到的樣品防水接頭未安裝螺絲緊固，無法進(jìn)行IP測試，暫未知其防塵防水性能，僅通過其結(jié)構(gòu)分析，達(dá)到IP65應(yīng)該是沒問題。

　　樣品防水圈為凸字型結(jié)構(gòu)，與透鏡防水槽匹配度高，不易掉落;防水圈與散熱器貼合的面有做凸起，能達(dá)到更好的防水效果。防水圈外形尺寸為205×62×4.5mm，具體如下圖詳細(xì)標(biāo)注(防水圈橫截面結(jié)構(gòu)及尺寸標(biāo)注圖)。

　　防水圈橫截面結(jié)構(gòu)及尺寸標(biāo)注圖

　　2、電纜以及電纜防水接頭

　　樣品模組電纜防水用的是30×16mm，出線孔Φ7mm的塑料件加硅膠墊雙螺絲固定，并不是常規(guī)用的Φ16或者Φ12的金屬防水接頭，免去了出線孔攻牙以及需要用套筒擰緊防水接頭的工序，使得安裝更加方便，只需用螺絲刀即可鎖緊，這個一個比較理想的安裝方式。塑料件出線孔設(shè)計(jì)成圓頂帶齒，而硅膠墊則是圓柱形出線孔，這樣能夠讓硅膠墊更好的包裹電纜達(dá)到防水的功能，不失為一種很好的新的防水方案。

　　電纜采用的是帶VDE的電纜，型號為HO5RN 2×1.0mm2，為多芯純銅線，外徑為Φ7mm，與防水頭緊配。

　　四、光源模塊

　　光源作為燈具的核心模塊，光源的好壞決定了燈具的質(zhì)量，在AC高壓線性交流模組中，燈珠、線路板和控制電路共同組成了模組的光源模塊。

　　先來看看燈板

　　PCB板：PCB板采用的是高導(dǎo)熱鋁基板，規(guī)格是200×52×δ1.5mm，表面信息印刷有基本信息，標(biāo)明是AC板，電壓以及功率等信息，較為齊全。功能區(qū)分布合理清晰，不同分區(qū)有清晰地標(biāo)示。燈珠采用陣列對稱分布共18PCS燈珠，成兩邊對稱均勻分布，能更好將熱分散導(dǎo)出到鋁散熱器中將熱量散出去。

　　另，PCB板背面并沒有涂抹導(dǎo)熱硅膠，通過螺絲緊固將PCB板與散熱器貼合，螺絲鎖得很緊，能讓鋁基板與散熱器很好的貼合，但畢竟是兩個鋁材貼合，兩個硬的東西始終都會有間隙，導(dǎo)熱效果還有待測量。但結(jié)合以往的方案，不涂抹導(dǎo)熱膠對散熱的影響甚微，有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　A、節(jié)省材料，不用導(dǎo)熱膠，同時省去開鋼網(wǎng)以及其他輔助材料來印刷;

　　B、避免了導(dǎo)熱硅脂涂抹不均勻以及導(dǎo)熱硅脂硬化問題，降低了出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié);就導(dǎo)熱功能而言，更加可靠

　　C、減少了生產(chǎn)工序，可以減去刷導(dǎo)熱硅脂的工位，節(jié)省工廠人工成本;

　　缺點(diǎn)：

　　A、要求散熱器表面以及鋁基板背面平整度要求高，對加工工藝要求比較高。

　　總體來說在增加導(dǎo)熱可靠性的同時，降低了產(chǎn)品成本，可以在價(jià)格上更加有優(yōu)勢。

　　最后來一張全家福

　　五、總結(jié)

　　該AC高壓模組看似平平，但是還是有不少突出點(diǎn)，首先是電纜防水接頭，采用了塑料件而且安裝簡便;在這散熱鰭片有點(diǎn)像煙囪效應(yīng)的設(shè)計(jì)，以及透鏡卡扣式的免工具安裝維護(hù)設(shè)計(jì)，鋁基板的免涂導(dǎo)熱硅脂設(shè)計(jì)等等，采用了幾個較先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念來通過不同方式降低成本，裝配簡便華，在提高產(chǎn)量降低成本方面帶來很大方便?？梢钥闯鲈撃＝M在成本控制方面是花了很大功夫做設(shè)計(jì)，給生產(chǎn)、銷售、售后等都帶來很多方便，該模組不失為一個值得參考的優(yōu)良的設(shè)計(jì)方案。