茅于海经典设计之一种极高光效的LED光引擎

现在LED光引擎已经是一个业内很多人都知道的一种新产品，也知道它主要是把LED驱动源和LED发光板集成在一起的模块，但是可能对于这种光引擎到底有哪些优点还不是非常清楚。

可以说推广光引擎的最大好处有以下几个方面。

1. 降低 LED照明灯具厂家研发费用，缩短产品生产周期

因为所有LED灯具的光学和电气指标都由光引擎生产厂家制定了。甚至还推荐了相应的散热器。灯具厂家只要把光引擎安装到散热器里面去就可以了。灯具厂商甚至不需要经验丰富的光学、电子工程师，也不需要购买昂贵的光学和电子仪器设备。换句话说，光引擎可以大大降低LED灯具厂的准入门限，但却不会因此降低LED灯具的产品质量。当然这要求光引擎的生产厂家本身就要有极高的水平才行。

2. 推广光引擎可以大大加速LED灯具的推广

最近几年随着白炽灯的禁产、禁销，LED灯具即将迎来爆炸式的增长。LED灯具厂如雨后春笋般的大量涌出。这虽然是一种必然趋势，但是也带来了很多问题，尤其是表现在LED灯具的质量上的良莠不齐和个别厂商之间的无序的价格战。LED光引擎的出现可以在很大程度上解决这类问题。因为质量是由几家生产光引擎的大厂决定，价格也不可能有太大的出入。这就大大地减少了由无序竞争而引起的内耗。有助于LED灯具产业的高速发展。

3. 提升了LED灯具的整体性能

例如提高了整体光效(lm/W)，这里是指包括电源效率在内的整体光效，当然对于整灯来说也还应当包括灯罩的透光率(不过这不是由生产光引擎的公司负责，而是由生产散热器的公司负责)。又如色温，显色指数，等也可以按需生产。而且在同样的光通量时还可能降低功耗，进一步节能。

4. 降低了成本

至少可以省去了恒流驱动源的印制板，及其生产成本。实际上，由于采用COBLED，不但省去封装。生产还可以高度自动化，这就会大大降低生产成本。

一. LED球泡灯的光引擎

所有的LED灯具都是是由三大部分构成：LED光源、恒流驱动电源、散热器和外壳(包括灯头和灯罩)。

就拿LED球泡灯来说，如果要做成光引擎就必须把它的电源板和LED铝基板合成为一块板，可以看出其难度是很大的。显然

1. 开关电源不适合做光引擎

开关电源虽然性能比较好，效率也比较高，但是最大的缺点就是元件数目非常多(通常需要三十几个)，要和LED灯板集成在一起有很大难度。整个开关电源几乎占据了70%以上的面积，而把LED的空间减到最小。它不但减小了LED的发光面积，也挡去一部分光线。而且最大的问题是减小了LED的散热面积。

2. 线性电源可以减少元件数但效率过低

为了减少元件数，最简单的方法是改用线性电源，通常线性电源只有5-6个元件，这样就可以大大减小所占用的面积。目前市面上的光引擎大多数都是采用无电解电容的线性恒流源，这种方案的缺点是和所有普通的线性电源一样，其效率只有84%-93%，市电电压越高效率越低。而且还只允许市电电压变化小于20%范围内，LED串的总正向电压也必须在设计值的10%范围内，否则效率会变得十分低下。此外LED的光效利用率也只有70-90%。另外还会有100Hz的闪烁。

3. 电源和灯板合并会引起散热问题

采用普通的线性恒流源虽然可以解决占用面积的问题，但是另外一个不能忽略的问题，那就是散热问题。因为当电源和灯板放在一起的时候，电源所消耗的功率也会变成热量而加到灯板上，虽然电源本身的热量也是要通过散热器散发出去的，但是把电源放到灯板以上就会增加灯板所需散去的热量，而且灯板到散热器必须经过铝基板本身的绝缘层和铝基板和散热器之间的绝缘层，这两层绝缘层的热阻加大了铝基板的散热难度，这部分热量就会增高LED的结温，降低其寿命。而且线性恒流源最大的缺点就是效率极其低下，本身功耗极大。所以这是一个极为严重的问题。

根据计算假如原来的LED结温是85度，其70%光衰的寿命是3.1万小时。对于1W的电源功耗会使其结温升高了18.5%，也就是升高到100度左右，它的寿命