几种典型的大功率LED应用方案

目前，以白光大功率LED做为光源的手电筒和矿灯已得到了广泛理想的应用且形成规模化。众多的灯具厂家都在发挥各自的优势采用不同设计方案，以期白光大功率LED光源在隧道灯，路灯等方面有所突破。现应用较多的有以下三种方案：

1. 多颗小功率支架大功率LED型：

灯具设计时，采用多颗支架型小功率Φ5～Φ10白光大功率LED来做光源。目前市场上有1～5W的灯泡、15～20W的管灯及40～60W的路灯、地灯等就是采用这种方案。一般使用了几十到几百颗Φ5～Φ10白光大功率LED，阵列式排布，电源驱动可以采用电容降压来实现。设计上无需考虑过多，不存在散热问题，结构上很容易实现;但生产工艺复杂、可靠性差、故障率高、外壳尺寸大，并且如果做路灯等大型灯具亮度不够理想。

2.大功率LED基座型：

在一些公共照明方面，如路灯、隧道灯，可以采用几颗甚至多颗大功率LED基座型作为灯具光源。这种设计思路在进行灯具设计时光学部分设计灵活性较大，但不同的灯具其针对性较强。

大功率LED光源是光强分布近似朗伯源的点光源，如果还是简单地汇集大功率LED光源来做道路照明，则无法真正利用大功率LED冷光源的优势。必须通过二光学设计才能实现。由于目前大功率LED的发光角度受限，半光强角度最大的也只能到120度，多颗组合后，虽然照度可以满足要求，但达不到国家照明标准的均匀性要求。通过理论分析，光分布很难达到均匀。并且大功率LED光源的直向性，即使通过透镜等光学设计也有一定的困难。

这种灯具设计时，如果不加反光罩，一部分直射光会势必造成浪费。即使反光罩设计时如何调整角度，经反射后光带总会存在，这也是目前困扰其应用的主要障碍。

采用这种方案的灯具在电源驱动可以采用开关恒流驱动电路，效率较高，可达80%上。但灯具要有良好的散热结构，才能保证灯具的使用寿命。

用基座型大功率LED做光源的灯具其价格比白炽灯、日光灯、节能灯要高得多，但它的节能效果及寿命比其他灯具也高的多。如果用在路灯上，其一次性投资较高，但长期的节电效果及经济性都是值得期待的。

3.单颗或者几颗多芯片集成型

多芯片集成型白光大功率LED具有独特的优势：通过不同的串并联组合，可以实现各种不同的额定电压和电流，更好地适应驱动器设计，提高整体发光效能，降低成本;单位面积的芯片数可多可少，可以封装成各种不同的点和面光源。

这种灯具安装工艺简单，由于多点发光，二次光学设计的难度大。由于一般单颗就能作到20W甚至到200W，所以对灯具的散热要求也比较苛刻。灯具设计时灵活性不大，受芯片局限性大。

由于大功率LED芯片到目前为止还没有国产化，从国外或台湾进口，价格很高，而小功率芯片国内货源充足，组合成同样的功率，其价格相对较低。所以通过封装多个小功率芯片组合成集成型白光大功率LED，用做灯具光源具有价格上的优势。