LED照明技术行业分析课件

LED照明技术及行业状况日期：2010年11月16日版本号：1.0LED光源技术照明常用的LED光源大功率LED光源（1-3W封装光源产品）

1W大功率LED光源在照明产品应用中最为广泛：球泡灯、手电筒、应急灯、室内外景观装饰灯、道路及庭院灯等等。

现在单颗1W的LED光源美国“科瑞”最高亮度可以做到150LM/W、显色指数0.75、色温4200-5000正白。这是目前可批量供货中光效最高的光源。也是价格最贵的（单价RMB30元左右）。

国产单颗LED光源的光效可以达到110LM/W，但其稳定性还缺乏测试数据支持。成熟稳定的国产LED光源光效在80-90LM/W，价格一般在5-8元RMB之间。

到2012年世界一线品牌大功率LED光效可以做到300LM/W左右。国产一线产品光通量可以达到150LM/W左右，价格将降至3.50-5.60元RMB之间。2015年光效可以达到250LM/W左右，价格在2.45-3.92元RMB之间。几种常用1-3WLED封装LED光源技术照明常用的LED光源大功率LED集成模块光源大功率集成封装LED光源是2007年国内兴起的一种封装形式。它是将N颗1W功率的蓝光晶圆封装在一块基座上面，目的是实现与传统照明光源相近的“面光源”效果，以及改善散热效果。经过几年的开发试验，光通量最好的能做到300-12000LM/5-200W；单位光效60LM/W，较1W封装LED光源光效低。

这种模块封装对晶圆的要求较高，内部晶圆都是采用“串并”阵列电路连接，因此，晶圆压差不能超过0.1V，超过此值对模块的使用寿命和光效有影响；另外，因多颗晶圆集成在一起，为防止出现色差现象，色温误差要求在500以内。

这种模块封装LED光源主要应用在：特种照明、道路照明、室外照明。由于这类光源成本很高，照明应用企业较少采用。50~200W封装30~50W封装5~20W封装

小功率集成LED模块光源是在一块基板上，封装N个小功率晶圆芯片组成整列的发光源，属面光源发光。目前在球泡灯、台灯和应急灯上已有采用。光通量150-1500LM/1-10W；单位光效50LM/W；价格在12-30元RMB之间。少数封装企业的单位光效可以做到65LM/W，但价格较高。3~10W小功率封装LED光源技术照明常用的LED光源小功率LED集成模块光源LED彩色光源小功率彩色LED大功率集成LED模块

大功率彩色LED是由3片1W红、黄、蓝晶圆芯片封装在一起，可以实现全彩发光的LED光源。全彩发光功率3W。光谱涵盖全部可见光谱。不仅在室内外灯光效果照明领域被广泛使用，现已开始逐步取代传统的舞台光源。0.5W彩色LED封装1W彩色LED封装小功率彩色LED是由3片0.5W红、黄、蓝晶圆芯片封装在一起，可以实现全彩发光的LED光源。全彩发光功率1.5W。光谱涵盖全部可见光谱，比传统的灯光色彩丰富柔和，节能效果明显。现已广泛应用于室内外彩色灯光效果照明。LED光源技术照明常用的LED光源

根据“安捷伦”前首席科学家RolandHaitz先生发明的Haitz定律（即LED每18-24个月技术指标提高1倍、成本下降30%），以及综合2005-2010年的实际发展数据，预计LED照明光源未来趋势：2008年1W单颗国产LED光源光效40-60LM/W、价格：RMB7-12元；2010年LED光源光效80-90LM/W、价格：RMB5-8元；2012年光效可以达到160-180LM/W、价格：RMB3.50-5.60元；2015年光效将达到LED的理论值320-360LM/W、价格：RMB2.45-3.92元。（注：“日亚”的数据表明LED的极限理论光效约为440LM/W。）2010年一只5W球泡灯的应用光通量约306LM/5W，成本约52.50RMB元（散热器7.00元、灯头及塑胶配件2.00元、灯罩及包装1.50元、LED光源32.00元/4只、电源驱动10.00元）。2012年在同样的光通量时的成本只需26.20元RMB（散热器3.50元、灯头及塑胶配件2.00元、灯罩及包装1.50元、LED光源11.20元/2只、电源驱动8.00元）。到2015年同样产品成本约15.57元RMB（散热器1.75元、灯头及塑胶配件2.00元、灯罩及包装1.50元、LED光源3.92元/1只、电源驱动6.40元）。LED光源技术LED光源技术前景在相同光通量时，LED照明光源照射角度内的单位照度较传统光源照明高出20-40%。原因是光通量传统光源是360°照射，放入灯具后的反射有20-40%光衰。在光通量相同时，显色指数每提高0.1视觉感应亮度提高10%。LED光源的应用光效受电源驱动效率影响，应用光效会降低15-30%；灯罩材料产生的光衰7-20%；实际应用中光效最好的大功率LED球泡灯的光效可以达到80.1LM/W。小功率LED光源光管光效最好可达63LM/W。照射角度≤160°照射角度≥180°LED光源照明产品普通光源照明产品LED光源与传统光源比较

LED照明不适合道路照明路灯间距50M高压钠灯LED灯

高压钠灯路灯照射角度180°，通过亮度起伏很小。而LED路灯因其照射角度只有120°，因此通过光差起伏很大，当车速较快时易引起视觉疲劳。250W高压钠灯虽然光通量在30000LM以上，但因其照射角为360°因此实际亮度只有约60%左右。而LED的照射角小于160°亮度较集中，所以，在相同照度时LED路灯只需约180W功率即可。LED光源与传统光源比较高/低压白炽灯日光灯管卤素/三基色节能灯管LED光源与传统光源比较2010年应用光通量与传统光源比较10509070110130150LM/W白炽灯日光灯三基色节能灯高压钠灯金属钠灯LED光源LED光源理论光效170190210330LED满天星LED柔性灯带LED彩色地砖灯LED白光灯条LED彩色灯条LED彩色灯管LED光源与传统光源比较LED创新的彩色照明光源LED光源与传统光源比较LED景观彩色照明光源LED庭院灯LED草坪灯LED彩色壁灯LED泛光灯LED地灯LED水底灯LED光源在照明应用LED光源阵列LED串/并联阵列左图是目前LED光源阵列设计应用最常用的7串7并电路。

电路问题：当1只LED光源故障“开路”时，与之串联的一组LED均不亮（LED驱动采用的稳压恒流设计，LED出现击穿“短路”的可能性非常小）；

当出现“短路”时，因关联组驱动电压没变，而负载电压减少1只LED降低2.8-3.5V，电流将集中流向该组，加速该组LED老化。+VccGNDLED光源在照明应用电源驱动常用的LED电源驱动方案下图是目前最为常见的低成本驱动电源方框图，恒流精度在约10%，效率在70-87%之间（与功率、电压和校正电路有关），功率因素与电压、负载和波形校正电路有关有关，一般在0.5-0.9之间。AC/DC转换电压/电流控制电压采样电流采样85~245ACLED光源在照明应用电源驱动常用的LED电源驱动方案下图是目前低成本3路输出驱动电源方框图，恒流精度在约10%，效率在75-90%之间（与功率、电压和校正电路有关），功率因素与电压、负载和波形校正电路有关有关，一般在0.5-0.9之间。AC/DC转换3路输出隔离电源采样85~245AC电源采样电源采样LED光源在照明应用电源驱动大功率球泡灯LED电源驱动方案下图是一款自适应型驱动电源方案，适用于3-6W球泡灯大功率LED光源。原理：电压调整输出电流超过或小于恒流源设定值时，电压采样电路根据采样值，去控制电压调整电路输出电压高低，使恒流源输出在设定值5%范围内。考虑电源效率，电压调整范围不宜过大。AC/DC转换波形相位整形恒流源85~245AC电压采样电压调整软启动电路LED恒流输出LED光源在照明应用光学应用LED泛光源泛光源将是未来室内主要通用LED光源。具有光线柔和、照射角度大等特点。光源外壳反射板导光层LED串LED串LED光源照明应用问题解决电源驱动采用无电解电容设计：采用“间隔性监视LED驱动输入电压”电路设计。现有创意推出的KC5401芯片方案。但此方案目前存在一定争议，主要异议在防雷和“浪涌”冲击上的可靠性还需认证。在现有方案基础上取消输出整流滤波电路，直接采用脉冲驱动LED光源，不仅可以取消输出电解电容，还能提升电源效率。。驱动电源增加“软启动”设计，电源导通呈线性上升至额定值。二个方案优点是：可以缩小近1倍的PCB面积，减小体积；电源效率可以做到90%以上；成本较普通电源驱动低。缺