2009年6月夏普推出了4000日元左右的led灯泡,各大公司竞相追随,使得led灯泡的低价格化迅速推进*1,参考文献1)。之后在仅仅过了约半年的12月份,价格更便宜的2000日元左右led灯泡便相继上市。
其中之一就是日本好利旺电机(orion electric,总部:福井县越前市)与doshisha共同开发并于2009年12月14日上市的“luminous”系列(以下称为luminous灯泡,图1(a))。功耗为6.6w、总光通量为420lm(白色款)、相当于60w白炽灯的产品正以2480日元(含税)的价格销售;功耗为4.7w、总光通量为310lm(白色款)、相当于40w白炽灯的产品正以1980日元(含税)的价格销售*2。
之后,日本大塚商会在12月22日以2380日元(含税)的价格上市了由韩国fawoo technology开发的led灯泡“lumidas-cl”系列〔图1(b)〕*3。该系列分别是功耗为5w、总光通量为292lm(白色款)的产品,以及设想取代20~30w型白炽灯的产品。
图1:2009年12月上市的两款led灯泡好利旺电机与doshisha共同开发出来的“luminou灯泡”中,相当于40w白炽灯的产品价格为1980日元,大幅实现了低价格化(a)。大塚商会上市的由韩国fawoo techonogy制造的led灯泡“lumidas-cl”的特点是形状为细长,从贯通散热片中央部分的气孔内侧散热(b)。
图2:luminou灯泡的led封装底板相当于60w白炽灯的产品中封装了40个小型led封装。封装底板的热量经由金属板被传到散热片。
配备几十个led封装
“以1980日元为目标推进开发工作”(doshisha生活方式业务部统括生活方式商品部长、董事井下主)的luminous灯泡实现低价格化的关键在于配备了大量的小型led封装(图2)。分别配备了40个相当于60w白炽灯的led封装,以及34个相当于40w白炽灯的led封装。
大多数厂商都在原来的led灯泡中采用输入功率为1w级的led封装*4。而luminous灯泡配备的led封装输入功率为一百多mw级。虽然需要配备大量led封装,但doshisha表示“可以降低led封装的总成本”。
不过,由于需要封装大量的led封装,因此存在着难以减小封装底板面积的难题。关于这一点,许多先行厂商都考虑是否适合现有照明器具,因此与白炽灯一样采用了不到60mm的直径,而luminous灯泡可以增加4mm达到64mm。
据悉,采用小型led封装有利于提高散热性。由于小型热源分布在led封装底板上,因此不存在温度集中上升的地方,底板温度容易变得比较均匀。
luminous灯泡的led封装底板,在相当于60w白炽灯的产品中是金属基底(metal base),而在相当于40w白炽灯的产品中则是树脂制底板而非金属基底。doshisha表示,“没有必要在(led封装的配备数量较少、发热量也较小的)相当于40w白炽灯的产品中采用导热性出色但价格较高的金属基底底板”。相当于40w白炽灯的产品采用低成本底板,为不到2000日元的价格设定做出了很大贡献。
图3:lumidas-cl的结构(上方)采用了顶端变细的中空形状,以及从外侧开始分别为透镜、反射镜和散热片的三层结构。led封装被封装在圆环形底板上,然后安装在散热片的根部。
圆环状配置led
lumidas-cl与luminous灯泡一样也采用了大量配备小型led封装的方法。led封装的数量为20个。另外,还采用了考虑到组装简便性的低成本结构,例如树脂外壳的组装中采用了无需进行粘结的扣合(snap fit),led封装底板、电源电路底板以及灯口的连接中采用了焊接以外的其他方法。lumidas-cl已经获得了韩国led照明产品的安全标准认证。
外观为独具特色的细长形状,乍看起来好像没有散热片,实际上散热片安装在灯泡的中央部分(图3)。采用了从外侧开始分别为透镜(lens)、反射镜(reflector)以及散热片的三层结构,圆环状的led封装底板安装在散热片根部(靠近灯口)。
透镜表面留有气孔,空气可以在散热片中央部分的贯通孔与外部之间进出。也就是说,lumidas-cl采用了从散热片的贯通孔内侧进行散热的结构。
另外,为了使空气易于流通,在配置于散热片下方的电源电路底板中设置了切口,在灯泡下端的树脂外壳中设置了狭缝。由此,空气便可以从上到下地在灯泡内部流通。(记者:中山 力,吉田 胜)
参考文献 1)中山,《因散热措施而出现差别的低价位led灯泡内部结构》《日经制造》2009年9月号,pp.30-37.
*1:led灯泡 将发光二极管(led)作为光源的灯泡式照明产品。
*2:正通过由伊藤洋华堂(ito-yokado)以及dcm japan控股(总部:东京)推广的家居用品中心进行销售。外形尺寸为直径64×长度108mm,重量为152g或158g。
*3:曾在海外销售过外观大致相同的led灯泡,不过功耗仅为几w,因此大塚商针对日本市场提出了功耗为5w的标准。正通过大塚商会的邮购网站“p-tano”和乐天市场的店铺进行销售。外形尺寸为直径53×长度135mm,重量为180g。
*4:东芝照明技术和夏普等先行厂商的led灯泡,多数都配备了4~7个输入功率为1w级的led封装。松下采用了将其集成到一个大型封装中的方式。东芝照明技术在功耗为8.9w、总光通量为810lm的高输出功率产品中配备了大型封装,夏普在支持e17型灯口的小型灯泡型号中配备了大型封装。
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