在今天的改型照明市場中，成本是最強(qiáng)勁的助推器之一。 為什么中等功率 LED 制造商將重點(diǎn)放在幫助設(shè)計(jì)人員簡化設(shè)計(jì)、減小總物料清單 （BOM） 方面，原因眾多，成本便是其中之一。 許多最新改進(jìn)側(cè)重于在最小封裝中獲得最高能效和光品質(zhì)。 有時(shí)，LED 制造商會提供有助于節(jié)省空間的高電壓版產(chǎn)品，通過在單一封裝中集成兩個(gè) LED 芯片來減少 LED 數(shù)量和成本，或者提供不同芯片表面，讓設(shè)計(jì)人員根據(jù)具體應(yīng)用選擇合適的 LED。

工程師們一直在尋找既能簡化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，又能降低系統(tǒng)總成本的方法。 來自 Philips Lumileds、OSRAM Opto Semiconductors 和 SAMSUNG Electronics 的一些最新中等功率 LED 設(shè)計(jì)便是專門針對這一要求的。

Philips Lumileds 的 LUXEON 3535 2D 是中等功率 LED 技術(shù)領(lǐng)域的最新創(chuàng)新產(chǎn)品之一（圖 1）。 這款 LED 用于產(chǎn)生 4000 K 冷白光時(shí)，能效高達(dá) 140 流明每瓦 （lm/W） 且最小顯色指數(shù) （CRI） 為 80。 它同時(shí)能將改型燈所需的 LED 數(shù)減少 50%。 該器件在單封裝中集成雙芯片，降低了改型燈、消費(fèi)型射燈和工業(yè)漫射燈的設(shè)計(jì)成本。 這就是說，如果設(shè)計(jì) 50 W PAR 燈，則僅需四個(gè) LED，如果是 40 W A19，則僅需六個(gè) LED。據(jù)該公司介紹，這兩種設(shè)計(jì)以前需要多達(dá) 14 個(gè) LED。

中等功率 LUXEON 3535 2D LED 涵蓋從 2700K 至 6500K 的全部相關(guān)色溫 （CCT） 光譜，且最小 CRI 為 80。 這些中等功率 LED 采用 3535 外形尺寸，工作時(shí)功率為 0.5 W 至 1 W，亮度可達(dá) 130 流明。 額定電流為 100 mA，最大驅(qū)動電流可達(dá) 200 mA。 這些 LED 滿足 85°C 和 150 mA 條件下工作 25，000 小時(shí)的能源之星要求。

圖 1：Philips Lumileds 的 LUXEON 3535 2D LED 涵蓋從 2700K 至 6500K 之間的全部 CCT 光譜，且最小 CRI 為 80。 （感謝 Philips Lumileds 提供數(shù)據(jù)）

Philips Lumileds 也開發(fā)出一款有助于簡化燈具設(shè)計(jì)的高電壓、中等功率版產(chǎn)品。 LUXEON 3535 HV 高電壓 LED（圖 2）擁有兩個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢：高亮度和兼容高電壓驅(qū)動器。 這些優(yōu)勢會減小燈具或燈泡的系統(tǒng) BOM。

照明設(shè)備制造商可將 LUXEON 3535 HV LED 設(shè)計(jì)到較小的高電壓驅(qū)動器中，簡化總體照明解決方案設(shè)計(jì)，降低其總成本。 高電壓中等功率產(chǎn)品組合包括 24 V 和 48 V 零件。

根據(jù) Philips Lumileds 介紹，采用高電壓 LED 的主要優(yōu)勢在于，其驅(qū)動器所含元件平均數(shù)量少于 20 個(gè)，而標(biāo)準(zhǔn) LED 驅(qū)動器多達(dá) 50 個(gè)。 這樣，既降低了 BOM 總成本，又能減少所需的元件庫存數(shù)量。

LUXEON 3535 HV 48 V 版在 20 mA 時(shí)典型流明輸出為 120 lm，在 4000K 色溫和 80 CRI 時(shí)能效為 125 lm/W。 20 mA 時(shí) 24 V LED 的輸出流明為 60 lm，且在 4000K 色溫和 80 CRI 時(shí)能效為 125 lm/W。 這些 LED 采用 1/9 微色彩分檔結(jié)構(gòu)，具有 3 階和 5 階色彩精度，以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的色彩控制。 該公司提供 24 V 和 48 V 器件的 LM-80 數(shù)據(jù)。 LUXEON 3535 HV 的應(yīng)用包括空間有限的燈具，如改型燈、射燈、壁燈、壁式掛燈、吊燈。 這些產(chǎn)品可與其它 3535 器件互換使用。

圖 2：Philips Lumileds LUXEON 3535 HV 48 V 器件采用 24 V 和 48 V的零件，在 20 mA 電流和 4000K 色溫條件下典型流明輸出為 120 lm，流明效率為 125 lm/W，具有 4000K 的色溫和 80 的 CRI。 24 V LED 在 20 mA 電流和 4000K 色溫條件下輸出流明為 60 lm，流明效率為 125 lm/W ，具有 80 的 CRI。 （感謝 Philips Lumileds 提供數(shù)據(jù)）

Osram Opto Semiconductors 的 Duris S 5 緊湊型中等功率 LED 也是針對改型和射燈應(yīng)用解決成本和設(shè)計(jì)問題的產(chǎn)品，使用一個(gè)封裝和焊盤實(shí)現(xiàn)了三種不同的光通量和流明效率，可用于室內(nèi)線條和大面積照明。 此外，這些 LED 的使用壽命超過 35，000 小時(shí)，可應(yīng)對高達(dá) 105°C 的高溫應(yīng)用，換句話說，實(shí)現(xiàn)了更低的燈具制造成本。 除了改型燈和射燈外，這些 LED 也可用在面板燈具中。

Duris S 5 LED（圖 3）具有適用于緊湊型設(shè)計(jì)的 3 mm x 3 mm 方形基底面和一個(gè)小而圓的發(fā)光面，也就是說，這種燈易于組合到二次光學(xué)器件中，如透鏡和反射鏡。 這種 LED 版本眾多，其 CCT 涵蓋 2700K 至 6500K（白光），最低 CRI 為 90（典型值 97）。

早期 Duris S 5 器件有三個(gè)版本，采用了不同的芯片表面和三種不同的亮度水平，且每個(gè)版針對不同的應(yīng)用。 第一個(gè)版本適合要求從小面積空間內(nèi)發(fā)出大量光線的應(yīng)用，如射燈、LED 改型燈。 在 3000K、80 CRI 以及 150 mA 工作電流下，這些 LED 擁有 97 lm 高亮度和超過 100 lm/W 的能效。

Duris S 5 的第二個(gè)版本設(shè)計(jì)用于高能效應(yīng)用，其能效在 65 mA 下達(dá)到 125 lm/W 且 3000K 時(shí)輸出為 24 lm。 目標(biāo)應(yīng)用包括要求低能耗和隱蔽式單獨(dú)發(fā)光點(diǎn)的面板燈具、線性改型燈。 第三個(gè)版本能滿足所有這些應(yīng)用要求，但為了實(shí)現(xiàn)最佳系統(tǒng)成本，能效較前兩個(gè)版本略有降低。 該器件的能效達(dá)到了 113 lm/W，在 3000K 時(shí)亮度為 28 lm。

圖 3：Opto Semiconductors 的早期 Duris S 5 LED 器件可滿足三種不同亮度水平要求。 （感謝 OSRAM Opto Semiconductors 提供數(shù)據(jù)）

Osram 隨后又針對射燈和改型燈開發(fā)出另外兩種 CRI 超過 90 的 Duris S 5 LED 器件，以使顯色更自然。 這種兩芯片版本在 150 mA 時(shí)擁有 83 lm 的高光通量（通常在 3000K 時(shí)）。 典型正向電壓為 6.35 V。

Samsung Electronics Co.， Ltd 的中等功率 LM561B 也是針對不同亮度水平和較低成本的產(chǎn)品（圖 4）， 設(shè)計(jì)用于 LED 燈管、LED 環(huán)境燈、射燈和改型燈等應(yīng)用。 這款 LED 的能效為 170 lm/W，性能比以前規(guī)定的水平提高了 6%。 據(jù) Samsung 介紹，這款產(chǎn)品的能效在中等功率 LED 封裝器件中是最高的。

比前代中等功率 LED 擁有更高能效，這款新產(chǎn)品降低了能耗，提升了熱管理能力。換言之，可以使用體積更小的散熱器并實(shí)現(xiàn)更緊湊的器件，最終獲得成本更低的設(shè)計(jì)。

LM561B 系列色溫范圍寬，具有三種亮度水平并可進(jìn)行四分之一分檔，以獲得一致的色彩品質(zhì)或亮度。

圖 4：Samsung Electronics 的 LM561B 系列色溫范圍寬，具有三種亮度水平。 （感謝 Samsung Electronics 提供數(shù)據(jù)）

LM561B 還通過了全部 6，000 小時(shí) LM-80 測試。 測試結(jié)果包括 TM-21 數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了在 150 mA 驅(qū)動電流和 85°C 工作溫度下，L70 達(dá)到 93，000 小時(shí)。 這就是說，LM561B 在保持至少 70% 初始光輸出的輸出水平時(shí)，最少能工作 93，000 小時(shí)。 這使得這些 LED 燈適用于那些要求保持高流明水平的應(yīng)用。

總之，為使 LED 在照明設(shè)備和燈具中進(jìn)一步普及，LED 制造商正在開發(fā)擁有更高能效、更先進(jìn)的特性和更多選項(xiàng)的中等功率 LED，從而幫助改進(jìn)成本結(jié)構(gòu)。 這些改進(jìn)意味著，通過提供更簡單的設(shè)計(jì)、更好的制造工藝以及一個(gè)更小的物料清單來降低成本。