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【华强LED网】模块化趋势:单一模块大功率LED工矿灯的示意架构

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通过对传统照明发展过程的总结和归纳可以得出,LED照明进一步发展的必由之路就是采用模块化,这已成为了业界的广泛共识。利用模块化的便利性、灵活性来获得LED照明产品整体成本的降低、规模生产的扩大、维修更换的方便,以及升级换代要求。目前国际上主要的LED照明公司都已经有了相应的产品问世并逐步投入使用,取得了良好的使用效果和广泛的市场认可。下面介绍单一模块大功率LED工矿灯的示意架构。

单一模块主要是在小功率LED模块化照明应用的基础上逐渐发展的,具体是因为大功率LED照明的价格高,对于使用过程的可维修性要求较高,且维修的价值也更大。单一模块特点是功能专一、特性明确、易于加工等,并逐渐成为一种趋势,在较早时期的照明上应用较广。此外,要使上述的单一模块结合起来,各模块间还需要配合相应的接口,并且为了适应不同照明场合对光的特性(光型、光色)和功率的不同要求,各模块接口均采用可以方便拆卸的结构。具体说明如下:

单一模块大功率LED工矿灯的示意架构

图1中表示的为单一模块大功率LED工矿灯,主要用于室内高大空间,安装的位置高、维护较为困难,且自身的功率大,使用时的发热量大。依据国家相关的规范要求,对其整体的特性有较高的要求,以确保使用的光输出性能和长时间的寿命。整个照明的构成模块主要为:散热模块、驱动模块、光源模块、外加结构/防护部分以及相应的接口,具体的技术手段主要是:

(1)散热模块

对于大功率LED工矿灯,一般采用的为体积较大、散热能力较强的金属散热模块,尤其以铝型材加工成形为主,散热鳍片密度大且面积大,具有热传导和对流的两大功能,且对外一般都做成具有统一接口的独立形式,以方便应用。为提高使用寿命还改善散热效果,表面需要采用防腐、黑化处理。有时为了应对特大功率的LED工矿灯的高散热要求,还外加强制风扇或者采用热管等其他方式来强化效果,但是如此一来整体装置复杂,成本较高,因此实际的应用范围受限;

(2)驱动模块

大功率LED工矿灯的驱动电源采用独立的模块结构,对外具有统一的接口。具体的结构是将经过整体老化的恒流驱动电源灌封在铝合金壳体内,这样既绝缘又利于散热,对外引出市电交流输入、驱动输出接口,有的还带有相应的控制、保护等接口。大功率LED工矿灯驱动电路的形式主要为高频开关恒流源,具有有源或无源功率因数校正、多路恒流输出和完善的保护措施。依据现场用途的不同,LED驱动模块分为内置式和外置式两种配置方式;

(3)光源模块

大功率LED工矿灯的光源模块的发光部分一般选用大功率LED器件,并根据所用光源的出光特性及对LED照明光输出的应用要求,采用外加透镜、反光罩、均光罩等控光、配光元件将大功率LED阵列或集成封装的LED单独配光后,再配合上良好的导热底座等整体的封装在一起,形成具有一定光输出特性,且具有统一接口的单一独立器件,对外相应的引出便于连接的光、电及机械接口;

(4)电气接口

大功率LED工矿灯的电气接口是共生于相应模块上的,主要为交流电输入、驱动模块输出及控制等与光源模块间的连接,具有统一的规格和便利的可更换性;

(5)机械接口

大功率LED工矿灯的机械接口是为完成各模块间的、结构间的连接而设置的,也与相应的模块共生。

功率型LED芯片的工作特性决定了大功率LED照明的模块化形式,目前主流的为采用集成化封装的单颗大功率LED芯片。较早的LED照明模块化是从单一功能模块开始的,具有结构简单、门槛较低的特点,与当时的技术条件有较好的契合;随着大功率LED照明的应用及范围的扩大,出现了将某两种功能合为一体的、具有复合功能的LED照明模块。其主要的构成形式有:将光源模块与散热模块结合在一起,形成具有独立散热功能的复合模块,并且这类复合模块还可以作为基本的功能单元进行组合,构成较大功率、大功率及超大功率的LED照明。从工业设计的角度出发,对于不同的用途,通过配合具有不同形式机械和防护结构来统领LED照明的整体,使其成为有机的一部分,形成千变万化、相互关联的产品序列。