東芝與夏普LED燈泡內部拆解-構造篇
上傳人:(編輯:tOm) 上傳時間: 2011-01-25 瀏覽次數: 3680 |
以發光二極管(LED)為光源的照明器具憑借功耗低、壽命長的特點逐漸開始在市場上滲透。其中,意欲替代白熾燈泡、燈泡型熒光燈等傳統燈泡的燈泡型LED照明(以下,簡稱LED燈泡)近來更是備受關注。因為按照LED壽命計算的燈泡的單位時間價格已經與傳統燈泡相當,所以,有望在普通家庭中加速普及。
率先推出低價LED燈泡的廠商是夏普。夏普以實際售價不到4000日元的低價格為賣點進軍LED燈泡市場。這一價格的設定非常具有沖擊力,約為當時LED燈泡市售價格的一半。東芝照明(Toshiba Lighting)迅速做出反應,于夏普產品發布的11天之后,上市的新型低價LED燈泡產品。
東芝與夏普的LED燈泡對比圖
低價格化并不意味著LED燈泡可以拋棄功耗低、壽命長等特有的優點。而且,產品要想立足于市場,還需要具有較高的散熱能力。
LED燈泡發出的光線中紅外線成分少。因此,與白熾燈泡、燈泡型熒光燈相比,光線照射部分升溫較慢*3。但LED自身會發熱,所以散熱對策不可缺少。一旦超過LED芯片的容許溫度,LED的發光效率就會下降,對燈泡的壽命也會產生不良影響。
從外部來看,LED燈泡的特征可以說是提高了散熱性的結果。從側面看LED燈泡,整體下側的一半以上為散熱器(圖1)。東芝照明、夏普都采用了鋁合金鑄件制造的散熱器。
比較二者的散熱器,除顏色外,形狀差異也非常明顯。在高度方面雖然夏普產品稍微多些,但散熱器溝道面積則是東芝照明的較大。東芝照明產品的溝道深度從下到上逐漸遞增,而夏普的則是上下基本等高。
散熱器的表面積越大,散熱性能越高。在外形尺寸有限的情況下,加大溝道深度是增加表面積的方法之一,但隨著溝道深度的增加,電源電路底板、樹脂殼等的內部安裝空間會隨之減少*4。
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東芝照明的散熱器內部空間為圓柱形,夏普產品則為接近外形的圓錐形(圖2)。樹脂殼在保持絕緣性的同時,把電源電路底板安裝在燈泡殼體上。
東芝與夏普的LED燈泡內部結構對比分析圖
圖2:LED燈泡的主要結構東芝照明LED燈泡散熱器(外殼)的圓筒側面有16片直角三角形溝道,上覆圓板。上面直接固定LED基片。電源電路底板固定在杯狀樹脂殼中,從散熱器下方插入。另一方面,夏普LED燈泡的散熱器呈有錐度的圓筒形狀,表面安裝有60片高度不到幾mm的葉片。LED基片固定在散熱器上方覆蓋的圓板狀金屬板上。電源電路底板固定在散熱器上方插入的圓錐形(但側面大部分鏤空)樹脂殼A中。
LED芯片是LED燈泡的最大熱源,在燈泡中是把復數個LED芯片封裝在一起,然后安裝在鋁合金制成的基片上的。這種鋁合金的LED基片被固定在散熱器的上部。夏普的產品中,LED基片與散熱器之間還夾有金屬板。
本文將結合東芝照明產品及夏普產品的LED燈泡拆解圖,詳細介紹其內部構造。
Ⅰ:夏普最初預定的上市時間為2009年7月15日。但該公司于7月9日發布了因“預定超出預計”而延期上市的決定。支持調光器、配備調光/調色功能的LED燈泡將于同年9月1日,其他LED燈泡將于同年8月1日上市。
Ⅱ:燈泡巨頭松下雖然在2009年3月舉辦的“Lighting Fair 2009”展會上參考展出了燈泡型LED,但截至2009年8月上旬,該公司“還沒有投產的具體計劃”。
Ⅲ:LED燈泡光線中紫外線區域的成分也比較少,因此還具有不吸引紫外線敏感昆蟲的優點。
Ⅳ:增加表面積需要加大葉片高度,或者縮小葉片間隔(增加片數)。東芝照明在確定葉片的間隔和高度時參考了散熱器周圍的空氣流動(對流)。
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