高压LED面临的问题及对策解析

        自从高压LED这一名词出现之后，毫无疑问它是一种全新的LED品种，而且具有很多优点。甚至有人会认为它将使今天的“低压LED”将淡出未来的LED通用照明市场而“高压LED”将主导未来的LED通用照明，真的是这样吗?下面我们就先来看看所谓的“高压LED”是怎么一回事?

一、什么是高压LED?

对于高压LED来讲我想大家已经不在陌生了，那么到底怎么理解高压LED呢?其实它早已悄无声息的钻入了大家的灯具，VF值为3.2V左右的光源早已十分成功的应用到不计其数的灯具里面呢，其实你用多只LED串联的做法也是就是第一种高压LED的应用;而第二种呢，也就是LED上游芯片厂家通过特殊工艺制程将多颗VF值在3.2V左右的LED芯片串联方式联接做在一片基片上面，引出“+”“-”两个PAD ,又叫做高压LED芯片，封装厂家拿芯片后，最后制做成高压的LED 光源。如下图1、图2所示。




二、高压LED的优劣势分析

1.我们先来了解一下这种高压LED有何优点。

(1)高光效。它是由多芯小芯片串接而成，通过实际测试光效与普通的同瓦数的光源要高出5-10%.

(2)电源要求低。电源的价格和故障率居高不下是近年来一直阻碍行业发展的首要问题，而高压LED呢，有着先天的优势，可以通过少量个数的光源搭配线性恒流驱动器就可以完美的实现LED高效安全稳定的工作。

(3)线性电源结合省成本。说到这可能会有人会说线性恒流的电源效率低，其实是要看你怎么去用，近两年以来市面上出现了不少的线性恒流驱动IC 性能都还不错，笔者曾经测试过一款叫做RY8201的线性恒流IC其效率可达0.9以上。由于线性恒流IC的体积较小，周边元件少等绝对优势可以将电源驱动部分直接制做在PCB上面，从而省去了装电源仓的空间及装电源(还要对电源做绝)等相关的环节，从而使得成本控制、仓储、产能、交期等各项成本的优越性突显。

(4)光源部分的优越性。由于传统低VF值的光源是通过N多只串并后使用的，焊接人工成本居高不下，且焊接不良的产品层出不穷，从而影响产能及带来不少的二次成本。

(5)光衰。由于传统的光源是通过N串N并的方式制成，众所周知，VF不一致的光源并在一起，会造成各光源上所加载的电源有所不同，从而造成部分光源提前老化或死灯，从而造成整灯的光衰加速。而高压灯珠是采多串的方式，轻松解决这些问题。

2.我们在看一下这种高压LED所存在的不足。

(1)成本高。由于各上游芯片厂家的技术的成熟度及芯片的没有大规模批量生产从而使得芯片目前还居高不下，另外还有原有的封装企业的生产设备无法对高压光源直接进行分光分色，也是造成本偏高的一个因素，不过通过技术的日渐成熟、大规模具的量产及设备的改进将很快打破这一格局。

(2)功率耗散和散热器问题。有的报道宣称1W的高压LED的电压为50V,电流为20mA;而普通低压的1W LED电压为3V,电流为350mA,所以“同样输出功率的高压LED在工作时耗散的功率要远低于低压LED,这意味着散热铝外壳的成本可大大降低。”这个说法显然是不成立的。如果要决定散热器的大小，应当是在同样的发光效率来计算。通常认为对于目前100lm/W的发光效率来说，其真正的电光效率(就是由电能变成光能的效率)只有30%左右，就是只有30%的电能转换为光能，其余的70%的电能都转换为热能而需要经过散热器散去。所以对于具有同样发光效率的1W高压LED和普通低压LED来说，其变成热能的部分都是0.7W,需要通过散热器散去。

(3)产品的非隔离的应用，去电源化势必要经过去电源化的过程，因此产品大多无法脱离市电，因此会造成直整个回路的带电。不过，塑料包铝及陶瓷散热，导热塑料等者是不错的选择。

三、高压LED的性能指标分析

目前了解的这种高压LED其主要的性能指标如下表所示：




四、高压LED面临的问题及对策

不管是普通的LED还是高压LED都不可避免地要面临散热设计和工作可靠性的问题。然而对于如何解决这些问题也是很多人一直在关注的。

先从成本、市场的角度考虑，高压LED作为照明光源， LED器件产品应用到路灯上，技术上的特殊要求主要是要结合LED光强和发光角度来设计，另外由于多颗LED组合，出光设计方面要兼顾照射面域，灯具方面需要重点考虑散热的有效性。

高压LED灯与普通灯的对比最主要的解决对策如下：

优势：节能、环保，易于和低压适配，也可和太阳能系统直接配套，无需额外的逆变、转换过程，能达到最大的能源利用率。

不足：照明角度偏小、不均匀，颜色显色指数偏低，光学、散热设计复杂。

技术上的不足：当前技术下的光通量还不够，光效太低，品质难以保证。

解决措施：LED产品应用于路灯需要专门的设计，也需要专门的标准(用传统光源的测试数据来评价LED光源往往并不客观)。

总之，高压LED不失为一种具有特点的LED,它可以增加使用者的选择。由太阳能供电的灯具系统里，本来就是低压直流的电源，当然也就会直接采用低压直流的LED了。所以各种LED都会存在，只是供给不同的场合罢了。