蓝光“LED白炽灯”的设计思考

蓝光“LED白炽灯”的设想

鉴于传统的白光LED是直接在蓝光LED上涂覆黄磷荧光粉的，由于白光LED点亮后热量很高，黄磷荧光粉在长期高温熏烤下容易变性，导致用久之后显色指数变差。在LED灯具内，如将黄磷荧光粉不直接涂覆在白光LED上，而是将黄磷染色在PVC灯罩上，在灯具内与蓝光LED保持一定的距离，两者叠加使用，同样可求得LED灯具的白光或暖白光效果。由于黄磷滤色灯罩远离LED热源，因此，不会因LED光源的长期高温烧烤而老化变性，CRI(演色性)基本不变;黄磷滤色灯罩的配方可调，灯光的颜色、色温可随客户的需要调制，可满足客制化的要求，生产差异化的产品。

蓝光“LED白炽灯”沿用白炽灯的结构设计是为了方便传承百年来白炽灯的使用习惯，创新其内涵是赋予LED节能、无公害、长寿命的新技术。以蓝光HV LEDs为光源，加上黄磷滤色灯罩。市电经AC/DC整流和恒流驱动电源变换，输出恒流直流电点亮蓝光LED光源，蓝光经黄磷滤色灯罩的过滤二次发光，使“LED白炽灯”发出冷白光或暖白光。工作原理如图1所示。　　

 

蓝光“LED白炽灯”由于采用黄磷染色或喷涂黄磷的PVC灯罩，因此在未点亮时灯泡呈黄磷的黄色，当其上电点亮后发出冷白或暖白的白光。未点亮的蓝光“LED白炽灯”如图2所示。黄磷染色或喷涂黄磷的PVC灯罩是关键技术。　　

 

LED光源的选择

蓝光“LED白炽灯”的LED光源选择首选蓝光HV LEDs，这样可以用高压直流电直接点亮，可以简化电源和降低电源成本、减少电源占用的空间。

HV LEDs是在芯片生产时在硅片上直接做成的片上系统(SoC)或称之为模组，这是LED芯片制造技术上的一个革命性的进步。一个2吋硅晶圆片上，一次可生产几千个LED管芯，但是用通用的技术和工艺来生产，各个LED参数的离散性很大，所以生产之后制造商需要逐个测参数分档，客户只能拿相邻的三档放在一单位(灯)里用，才能保证显示光色的一致性。HV LEDs在生产时使用新一代的工艺和高超加工技术，使同一硅晶圆片上的几千个LED管芯的参数完全一致，使之可以在芯片生产时很方便地就近组成SoC的HV LEDs，如VF50V的模组上有16个LED，它们所有的电参数完全一样(图3)。这样的蓝光HV LEDs使用方便，成本可控。另有一种COB的蓝光HV LED，就是用前述的通用技术生产的、参数离散型较大的蓝光LV LED管芯，经测试数据后将相同参数的配置在一起，重新组合成一个光源体。由于需要对LED管芯逐个测试、配对、筛选、组合，还有不少参数分散的无法配对组合使用，应当说生产成本会偏高。HV LEDs的工作电流20~60mA，与低压LED需要300~700mA电流相比，工作时发热相对要小一些。