隨著人們節能環保意識的增強,LED燈具成本的不斷下降,采用LED作為光源的燈具以其發光效率高、無汞污染、壽命長的特點,在市場上攻城掠地,銷量成幾何級數增長。對前景的美好預期吸引著眾多的公司,包括傳統的照明公司以及主營消費類電子產品的公司,都義無反顧的投身其中,痛并快樂著地生活在美麗的希望中。
在國內,我們一直強調燈具產品為了響應個性化的需要,所以我們的燈具設計去同求異,追求新、奇、特,導致市場上缺少大批量制造的燈具產品。排前三位的燈具公司其市場份額不足10%,產業缺少規模優勢,廠家生產成本居高不下,最終用戶如同霧里看花,難以選擇。而燈具產品的需求真的是個性化的市場嗎?追求個性差異化如手機產品,為何品牌集中度如此之高呢?一個成熟的完全競爭市場,排名前三位的公司其市場份額合計往往超過60%,這些市場的強者形成了事實上產業標準。
L公司是美國燈具市場的領導者,我們的交流直接驅動芯片應用在LED筒燈、LED吸頂燈等系列產品中,在與L公司合作設計的過程中,我們深深地被傳統照明公司的設計理念所折服。在此以一款在HomeDepot銷售的吸頂燈為例,謹做粗淺的整理分析,希望能對國內燈具設計有所啟發。
一 產品概述:
1. 參數規格:
2. 分解圖:
1固定螺絲 2鑄鋁外殼 3接線帽 4保護透鏡 5擴散罩 6LED與驅動一體化板打開外罩,燈具組成十分簡潔,LED光源與驅動集成在一塊板上,緊緊固定在鑄鋁外殼上以散熱,燈板的上方,加了透明的保護透鏡單元,上面設有鎖緊裝置,以固定燈罩。
3. 安裝方式:
外邊的3擴散罩可以用手逆時針旋轉打開,采用隨燈具所附的兩個螺絲,從正面旋入,固定在天花板或墻壁上的標準接線盒內。導線連接用所附的三個旋轉接線帽,把L N PE線兩兩緊固在一起。
二、遵循傳統
L公司在燈具設計方面有著深厚的經驗積累,深知哪些因素必須沿襲傳統,是不可變通和創新的。
1. 安全規定:
由于LED光源和驅動板集成在一塊PCB板上,直接外接交流電即可。燈板的設計采用0.6mm的FR4板,雙面布板,燈板下方采用導熱絕緣硅膠墊,緊固在外殼上,燈板上的走線嚴格遵守爬電距離的要求。由于是有PE線的一類燈具,其燈具絕緣耐壓要求為1KV,這里采取了絕緣硅膠墊的方法,可以輕松通過4KV的耐壓測試。燈板上帶有交流高壓,為了在安裝時避免接觸到燈板,燈板上方添加了透明的保護透鏡,只留出兩個固定孔位置,以保障在安裝時的安全,該材料采用PMMA材料,滿足防火等級,絕緣以及透光度的要求。
2. 安裝方式:
LED吸頂燈采用吸頂式安裝,安裝孔位隱藏在燈罩下,安裝好后,燈具無縫貼在天花板上,白色的外殼與天花板融為一體。所附圖片為HomeDepot消費者網上評論所貼的圖片。安裝孔位兼容美國家庭用戶采用的標準接線盒,安裝方式和傳統的吸頂燈安裝方式一致,在美國這樣一個高勞動力成本的市場,用戶可以做到輕松自己安裝。
3. 控制方式
LED吸頂燈支持調光,兼容市場上傳統的為白熾燈設計的墻壁式可控硅調光器。包裝上列出了支持的調光器系列型號,包括Lutron: DVELV 300P, Skylark 300P, NTELV 300, NLV 600
Leviton: 6633P, IPL06, 6674P, IPE04, Tramatron 600W Synergy: ISP 120 600 等市場主流產品。用戶不需要進行線路改造,即插即用方式,在原有的線路結構上安裝到位,免除了重復投資與麻煩的安裝。
三 大膽創新
采用LED作為燈具光源,由于其體積小巧、驅動方式多種多樣、控制方式靈活,使LED燈具可區別傳統燈具進行創新性設計,我們一起看看L公司做了哪些大膽的創新變革。
1. 長壽命設計:
LED吸頂燈采用了交流直接驅動,去掉了導致LED壽命瓶頸的電解電容與變壓器,驅動芯片有著優秀的瞬態響應,能快速抑制電網脈沖引起的突變電流,驅動器的壽命可以真正與LED壽命匹配。驅動芯片的工作溫度范圍從零下40度到120度,應對各種復雜環境。 在良好的散熱管理系統下,LED燈具壽命可以達到50000小時以上。在homedepot的網站上,廠家提供了5年的質量保證。
2. 驅動電源:
白熾燈泡耗能高而且壽命短,節能型熒光燈的市場應用因此而增長。LED 照明技術一直在進步,最初是使用分立元件,緊接著是采用依賴多級電力轉換的DC 解決方案。如今,AC LED 驅動器技術實現了一些創新,包括無需使用多級電力轉換并避免了隨之而來的一些問題,因此AC LED 照明具備了現實的可行性,它不僅降低了系統整體成本和尺寸,還具有卓越的效率。LED 照明燈具的關鍵要求: 成本、 功率因數、 安全性和 EMI認證、 簡化設計、降低產品開發成本并縮短產品入市時間、可制造性,采用交流直接驅動均可滿足。 采用交流直接驅動方案,有著優異的電源參數指標。整體THD為12左右,不加外部濾波器可以通過EMC標準,功率因數0.98以上。
3. 輕薄造型:
驅動電源可采用全貼片的方式,一方面使高效率批量制造成為可能,并且帶來了輕薄的設計。整燈厚度只有4.4cm,驅動和LED燈珠集成一體化,免去了大體積的電解電容和變壓器,燈具不再與傳統的燈具一樣電源驅動和光源獨立的方式。一體化的設計去掉了笨重大體積的電源盒,而且提高了可制造性。別具匠心的輕薄設計造型,在第一時間引起消費者的注意,可以適用在不同的安裝場合。
4. 系列化
盡管設計LED 產品的LED 部分要涉及光學、可制造性和成本,設計出能滿足前述標準的電源則更難。在LED照明系統的電源設計領域,技能熟練、經驗豐富的人才匱乏。傳統的電源設計人員不一定能做出適合市場的最佳設計方案。設計低成本和低EMI 排放的電源需要具備專業的知識。 在采用DC 解決方案的LED 電源里,元件數量非常多,因此它的內部設計很復雜。交流直接驅動設計變得容易的多,采用交流直接驅動方案,單片芯片支持的功率可以達到30W,只需要調整幾個外圍電阻就可以適應不同的功率要求。L公司基于交流直接驅動方案,開發了10幾種系列產品,功率從8W到30W不等,包括筒燈與吸頂燈產品。
5. 可制造性
可制造性是指以相對簡單的方式生產出具有最低成本和最高可靠度的商品的能力。可制造性設計就是設計產品,使其可以輕松地方法生產出來。較高的可制造性使得產品能以較低的成本、快速地制成,更多的公司也能參與到市場中來,因此最終促使一款產品或一項技術能夠快速應用。LED燈具的可制造性包括制造過程復雜度、設備復雜度、以及工廠的建造成本、采購及運營成本。從各方面來講,交流直接驅動系列產品憑借組件數量少和系統設計簡單優勢,帶來了比DC解決方案更高的可制造性。
四 用戶評論:
在HomeDepot的用戶評論區域,這款市場售價為29.9美金的LED吸頂燈收獲了眾多的好評。比如:Exceeded All Expectations(超過了所有的期望),
Easy to install, very bright(容易安裝,非常明亮)
Great Light, Been waiting for this(很好的燈具,一直在等待這個)。
五 總結:
LED燈具本質上還是燈具,不可能跳出傳統燈具長期以來的市場規則,但LED燈具跨越電、光、熱、結構多學科,具備創新的無限可能。一款優秀的設計,往往完美地平衡了傳統與創新,給人似曾相識又眼前一亮的感覺,以親和力的外觀和優異的性能,而不是低價格來贏得市場。