LED燈設計的內涵，知名企業的產品解讀

白熾燈在一百多年里變化不大，但新興的LED球泡燈卻在嘗試著各種不同的造型和運作原理，使基于LED的改造燈至今仍是固態照明（SSL）行業最熱門的話題之一，尤其是在2012年及2013年上半年，下面就介紹一些先驅們。盡管各種燈的外形、大小不一，但都基于LED光源這一先天優勢，節約能源優勢誘人。在全球范圍內，LED球泡燈因適用于數量龐大的原白熾燈插座而使其制造商熱情不減。因其基本尺寸和插座的類型是固定的，制造商正在采取完全不同的方法，試圖贏得這可能很短暫的市場。

　　我們將在本文討論多種全方位的A-燈的設計主題，也是目前使用最普遍的燈。由于LED球泡燈的高壽命，預計很快就會市場飽和，2012年年中就有專家預言LED球泡燈五年內將市場飽和。有兩個原因，首先，需求會下降，因為長壽命的LED燈已占主導地位，并不需要經常更換；第二，為特定目的制造的SSL燈具將更好地利用LED光源，將越來越受歡迎，即使在住宅應用。

　　討論完市場，讓我們過渡到產品和設計方法的討論。首先要談到飛利浦，其LED球泡燈在這方面獲獎頗多，包括美國能源署（DOE）的L獎。飛利浦推出了多款LED球泡燈，但可能最有名的是以遠程熒光粉為基礎的設計，當關閉電源后具有黃色或橙色的色調。遠程熒光粉設計結合了非常有效的藍光LED與熒光粉的二次光學器件，提供了一個光效優于使用熒光粉轉換白光LED的設計。此外，遠程磷光體可以提供更一致的顏色保養，因為在熒光體不受由LED產生的熱量，因此不會使顏色隨著時間逐漸發生變化。

　　圖中顯示的三款燈為 L獎獲獎燈、EnduraLED系列、LED節能燈A19，該系列產品有相同的形狀，都基于三個照明腔與分段之間的空氣流動通道用于冷卻。這些LED被安裝在一個垂直的電路板上，大致垂直于每個段的中心軸線。這些LED外形上部外擴、下部收縮，提供一個全向波束。但L獎燈在設計上有些差異，采用不同的熒光粉組成，并增加了一些紅色的LED指示燈，能效超過90流明/瓦。相較起來，價格略低的EnduraLED產品采用了熒光體吸收更多的藍光LED燈，依然提供了溫暖的2700K色溫，不過流明輸出和效率略低。最右的燈是飛利浦在2012年年底推出的，可取代60W白熾燈，外形大致相同，但在電源關閉時外觀依舊是白色的，新的設計也消除了分段的方法。飛利浦雖然一直遠程熒光粉燈的優秀表現，但這一新燈具的推出可能是飛利浦感受到了消費者傳統眼光的壓力，轉而新推出與傳統外觀更相似的燈具。

　　影雅Insignia是百思買（全球最大家用電器和電子產品零售集團）的自有品牌，生產許多類型的消費電子產品，包括電視機。在2012年的11月宣布推出由科銳供應LED的SSL燈具，這一款LED球泡燈不同于飛利浦，采用了一種類似垂直安裝的LED，提供良好的光分布。外觀為白色，比較傳統，可以清楚地看到冷卻方式為表面兩個分隔的三層球面側翼，LED安裝在球泡內曲面兩側，在球泡內部正中心什么都沒有。這樣的設計使13W的燈泡燈表現良好，具有良好的全向波束和售價16.99美元的價格，800lm及相當于60W的表現。百思買還提供一個9W、450流明、相當于40W的同系列燈。該產品普遍反映，調光性能好。科銳在設計上進行了熱學、電學、機械、光度及光學（TEMPO）的測試配套。

　　Rambus公司也帶來了一種新的改造燈方法，該公司是一家知識產權（IP）的專家，不制造產品，而是技術授權給其他廠商。其推出的照明技術為提供小的光學元件稱為微透鏡光導技術（MicroLens），將LED光源的光線傳播出去，并包括嵌入在導向器的層內偏轉一些光線，以提供自然的漫射光。

　　這一技術目前被應用于開發平面照明，GE照明、庫柏照明、Fern-Howard都是該技術被授權的企業之一，GE照明還推出了相應的LED面板燈。Rambus公司在拉斯維加斯消費電子展上推出了這一名為Elite 系列的相當于60W A19燈。該燈使用三個圓筒形的MicroLens段，基本上形成一個圓筒形燈。LED被安裝在圍繞燈閃亮向上進入光導的基底循環的方式。Rambus公司認為，采用該技術將使制造成本更低。

Rambus公司的燈是在2012年下半年宣布使用光導技術的第二個產品，第一個是3M（歷史悠久的多元化跨國企業）。其推出的燈泡大大簡化了驅動程序的設計，因為驅動程序的位置在相對寬敞的球部，大多數其他的SSL燈具都將其放進了燈的底座或頸部。3M的設計允許空氣通過燈泡底部流入，并通過燈泡頂部上半球的槽口流出，以此來冷卻LED和驅動器。LED被安裝在球泡的頸部，該設計還在光學引擎上使用了3M的增強鏡面反光材料，并采用3M電連接器。該燈泡在沃爾瑪商店出售，25美元、800流明。3M公司同時提供3000K和5000K的版本，暖白色版本采用十個LED，提供指定的通量，而冷白色版本使用九個LED。

　　在2012年五月的國際燈具展上，很多照明企業都發布了將推出商業級的相當于100W的LED燈，如GE照明、開關照明、飛利浦照明、照明科學集團和歐司朗等，并承諾第一個進入市場，但最后歐司朗比飛利浦早一點首先贏得了比賽，歐司朗在2012年十一月中旬在一些零售商店推出了喜萬年（Osram Sylvania）20W的LED燈A21。飛利浦的EnduraLED燈具在12月1日才出現在Home Depot商店。

　　喜萬年照明產品輸出為1600流明，功效為80流明/瓦，在2700K的色溫下顯色指數為80，并且是可調至10％。歐司朗表示，喜萬年照明產品在25000小時額定壽命。該喜萬年設計，像許多其他的SSL改造燈，采用的是分段式的架構，交叉冷卻通道和光線分布。在關閉狀態它是白色的。 A21燈相比A19燈，可以有稍長的頸部，略有大小差異，在許多應用中都無關緊要，因為它們都使用相同的愛迪生插座。但A21燈不適合在每一個應用程序。飛利浦相當于100W的LED燈泡也是A21，提供1780流明、消耗22W。

　　下面這款燈泡來自GE，GE已投資Nuventix公司并獲得該公司的SynJet技術特許，包括建立空氣脈沖主動散熱裝置。GE在其1600流明燈泡中采用了SynJet技術，這一主動冷卻技術能幫助最大限度地減少散熱片的大小，并能采用A19的外形尺寸，不過，因采用了SynJet，需消耗少量的能量，1600流明的設計將消耗27W。

　　之前，網上曾首介紹一種新型的液冷LED燈泡。雖然它的功率很小，卻能發出與100瓦白熾燈泡相同的亮度。Switch公司表示，它的最大亮點在于能比普通白熾燈泡節能80%。就商業應用而言，這款燈泡的投資回報期預計為6個月，所以對商戶來說，更換成這批燈泡是很合算的。此款設計的新型燈泡著重于依靠惰性冷卻液體驅動，以使LED燈具以較少的組件通過更高的電流以便得到更高的照明亮度。磨砂的燈泡外殼能使燈光向各個方向發散，在燈具上的金屬梳狀擋板設計安裝成與惰性液體為一體，以使燈泡體的高溫對流并發散到環境中。Switch稱其為自冷環境。