close


        好幾天沒上來報到,沒想到一上來就有很多LED的文章,讓我也手癢了起來,順便針對這兩篇文章提供我的一點想法。

        首先來看看LED City的新聞。

        Cree XLamp系列產品就是高亮度或是說高功率的LED,介於1W到4W之間。可分4550系列還有7090系列。4550就是指封裝大小為45mm*50mm,同理7090就是70mm*90mm。亮度的話則在125mA~1000mA之間。照明設備使用白光,所以不外乎這幾個系列其中之一。

Product Series                  XLamp XR-E            XLamp XR-C           XLamp XR
Package Size (mm)                 7.0 x 9.0                      7.0 x 9.0               7.0 x 9.0
Rated Current (mA)             350 –1000                   125 - 500          350 – 700
Available Colors                    Cool White                 Cool White          Cool White

另外一些相關的圖片如下面幾張所示:

改建前停車場的燈光 http://www.ledsmagazine.com/news/4/2/2/CreeLEDCity1
改建後停車場的燈光 http://www.ledsmagazine.com/news/4/2/2/CreeLEDCity3
 
燈具的照片               
  http://www.ledsmagazine.com/news/4/2/2/CreeLEDCity4 

Early projections indicate that the expense of retrofitting the garage's lighting system will get recovered in cost savings in two to three years, said Mayor Charles Meeker. Next, Raleigh will kick off a pilot program with LED streetlights and will also seek funds to convert the city's other parking garages. If all seven municipal parking lots in the city were retrofitted, it could save the city $100,000 a year in energy consumption and decreased maintenance, he said. The lights in stadiums, gyms, schools, parks and other public venues could be next. :: Press Release via Clean Break. See also: Cree LEDs

        從一些相關新聞上面提供的連結顯示,應該是XLamp XR-C這一顆LED。從技術的考量上面比較合理,因為技術較成熟,價錢比較低一點;多顆LED也可以維持一定的光學均勻性。此外,一塊平均的熱源,在散熱上比較好解決。
如果其照明設備就長這樣的話,從這張照片就可以看出一些端倪。

1. 散熱:
        LED散熱眾所週知是一個大問題,散熱不好會影響其效率,影響壽命,更會影響整個光學表現。由於這一款使用高亮度LED,因此一般都會做充分的散熱。如果大家對於之前的散熱模組簡介有印象的話,就會發現燈具的照片當中,上方那一排一排的就是散熱鰭片。從鰭片的數目以及大小,大家就可以了解到要解決高功率LED的散熱問題,需要下怎樣的功夫。

2. 驅動: 
        有關驅動方面,由於沒有看到實際的電路,所以並不清楚驅動方式。但是我猜想應該是採用多顆並聯的可能性比較高一點,因為這樣比較可以定電流,同時LED driver也比較好設計,電流也會比較小一點。不過如果考量到維修的情況,也許會採用一顆一顆送電流也不一定。
        只是單純的以電流負荷來看的話,我覺得一顆顆送電流比較不容易。看燈具的照片,有可能是12*12 = 144顆LED。我抓保守一點,100顆。100* 350mA = 35A。如果一層樓有20組燈的話就要750A哩。這麼大的電流不會跳電?不過我並不是很懂這個,可能要找我設計LED driver的同事或是版上高手解答才是。

3. 效率以及成本
        有幾個問題可能需要考慮。首先就是省電性,XLamp系列的效率約為70 ~ 80lm/W,這已經是最好的情況。可是新聞上老是說LED省電40%,這樣的說法其實是有點問題的。比較基準是什麼?

                                  效率(lm/W)            壽命(hours)
白熾燈泡                                 6~15               2000
省電燈泡                               50~65         6000~10000
日光燈管 10~15W                     45                  5000
                        20W               50~60                 7500
                        40W               70~80               10000
LED                                       70~80                75000


        這些是我手邊有的資料。因為拿LED跟一般白熾燈泡比較沒有意義,停車場的燈光有可能用燈泡嗎?省電燈泡應該也比較少見,多半是日光燈管。按照其省電40%的說法,就是跟10~15W的日光燈管比較。但是停車場會用那種短短一支,只有30公分左右的10~15W的燈管嗎?我覺得也比較少。所以其實我是覺得沒有比較省電,端看你省電的比較基準點是誰。

        再來紅色粗體的就是指Cree號稱的壽命長短,這個是推論的結果,實際上多少沒人測過,所以也要打個問號。小chip的LED亮度衰減到50%以下只需不到1萬小時。大chip可能可以高一點,但是有沒有到7萬5千小時,我是持保留態度(我跟同事討論,估計大概2 ~ 3萬小時)。

        談錢真是傷感情,可是錢實在是不得不考慮的一項因素。一根燈管了不起100元台幣,3塊美金。一組照明設備需要多少燈管呢?頂多4到8根吧?整個燈管模組我想大概100塊美金。

        可是LED的模組可就嚇人了,一年半前Lumileds一顆1W的高功率LED量產價格6.5塊美金。Cree XLamp7090 1W則是要10塊美金。一年半後就算再便宜,大量量產應該也要於5塊美金。就算一顆1塊美金,整個LED模組光LED也要144塊美金,還有PCB以及Driver的費用。我們還沒有考慮到散熱模組的價錢,背後那些散熱鰭片,光是原材就貴的嚇人,還要加工費用。我不敢估價錢,應該會高很多倍吧。

        我不是潑LED的冷水,只是這篇新聞宣示性的意義大於實質性,終於可以滲透到一些比較重要的地方。只是在成本上面還是有一點高,所以要這種市場大舉進攻,可能還要一段時間。也許等白光LED效率更加提升的時候,就可以有比較穩定的市場。不過可以確定的是,LED只會越來越好,滲透率會繼續增加。
        

        另外LED的色溫問題,大恐龍說的沒錯,LED每一顆顏色都會有所不同,因此在出貨時都會做好分bin的工作。但是實際上還是會有差異,因此不管是在背光模組或是照明設備,如果需要考慮到顏色均勻性的問題,便需要下工夫去解決,但是這是可以解決的東西。散熱也是一樣, LED所用的電路板,無論是FR4、FPC、MCPCB或是Ceramic都有,不外乎是為了解決散熱問題罷了。LED的散熱一直是個大學問,如何在有限的空間裡,以有限的成本解決高熱,才是機構工程師頭痛的地方。

        以上,看到這兩篇忍不住想要來討論一下,請大家多多指教。

arrow
arrow
    全站熱搜
    創作者介紹
    創作者 bonddealer 的頭像
    bonddealer

    總幹事耕讀筆記- 日本 ありがとうございました

    bonddealer 發表在 痞客邦 留言(1) 人氣()