固態照明對照明行業產生了巨大影響,開始了白熾燈具的迅速衰落。由于LED及其相關電子設備的同樣顯著的進步,這種轉變正在迅速加速。
現在,照明占全球能源消耗的19%。預測表明,到2030年,對人造光的需求將增長80%。全球意識提高了政府和企業減少碳排放的舉措,同時提高了對可持續光源的需求。隨著傳統白熾燈在未來五年逐步淘汰,由于所有主要西方國家的能源法規都更加嚴格,全球新的政府標準將推動市場采用更有效的照明選擇。新的固態照明(SSL)技術獲得了巨大的吸引力,可能填補這一空白,到2025年將照明能耗降低50%。
可持續固態照明技術獲得牽引力LED是最重要的,推動范式從傳統的白熾燈和熒光燈轉向更節能,更長壽,可持續的解決方案。從路燈到巨型視頻屏幕,從汽車前燈到室內照明,SSL系統提供了引人注目的優勢,并且已經在改變行業方面取得了進展。如今,先進的LED照明技術可提供OEM所需的可持續性,可擴展性和設計靈活性,以便為SSL住宅,商業和工業市場設計具有競爭力的解決方案。
LED技術的能源效率與企業可持續發展計劃的廣泛普及相一致。通過使用LED模塊而不是傳統燈,現在可以將功耗降低多達90%。此外,雖然初始投資可能更高,但如果包括更換成本,則可在一年內實現投資回報。除了節能之外,LED照明產品的使用還可以顯著降低維護成本。保守地說,LED持續時間超過25倍 - 最多可達40倍 - 比白熾燈長5倍,比CFL(緊湊型熒光燈)長5倍。
LED比普通白熾燈或CFL光源的物理性能更強。由于沒有燈絲斷裂,LED可以比傳統燈具更好地承受劇烈振動,沖擊和沖擊。從美學角度來說,LED是可調光的,具有即時功能,具有良好的顯色性和全色譜。它們可在低壓電流下靜音運行,無汞或鉛,對紫外線敏感應用完全安全。隨著LED技術超越早期采用階段,白光LED的開發為更廣泛的應用提供了更具吸引力的演示。
LED照明和電子產品的融合
盡管有這些明顯的優勢,但仍存在一些挑戰。 LED技術。例如,雖然LED的運行溫度明顯低于白熾燈,但沒有適當的熱管理,由于LED結內的熱量積聚,其有效使用壽命會大大縮短。白熾燈和熒光燈通過玻璃燈泡表面傳導熱量。 LED需要一種通過LED背面傳導來分配熱量的方法。通過散熱器和適當的散熱管理,LED燈具在正常使用情況下可以持續達到令人印象深刻的50,000小時,流明維持率為70%。
LED發光器通常焊接到PCB并作為集成燈具組裝,無需更換故障的機制LED或更新LED。這種組裝方法給夾具制造商帶來了一些挑戰,比典型的照明裝置更接近電子組件。即使是成熟的燈具制造商也可能會遇到實際上是電子元件的光源,需要與電子電路的安全連接。成功焊接的設計仍然會使焊點在處理過程中容易受到壓力。冷焊點會導致廢棄昂貴的LED陣列。
LED照明行業有效地融入電子元件領域,需要不同的專業知識。因此,LED產品開發起初很慢,因為該行業對大量投資無法輕松組裝,維修或升級的燈具持謹慎態度。習慣于傳統照明的燈具制造商和照明OEM一直要求LED模塊更接近仿真傳統照明。
通過將一流的電氣,熱學和光學專業知識與內部設計和制造能力相結合,Molex積極應對這些實際設計問題和需求。由此產生的LED燈模塊系列為OEM提供了前所未有的設計靈活性和自由度,以使其產品與眾不同。模塊化LED照明解決方案是一種熟悉的模型,經常被分銷商使用,他們現在能夠將他們的產品組合擴展到傳統光源之外,包括LED光源。電子技術的進步首次使LED燈具成為實用且價格合理的大規模生產。
模塊化LED組件融合了SSL和互連技術的優勢
Helieon LED燈模塊于2010年3月發布,結合了SSL Bridgelux的技術與Molex的互連技術。一個易于使用的兩件式設計,Helieon燈座或燈座永久固定在燈具中。將燈模塊插入插座中,進行電氣連接,并進行直觀的四分之一轉,將模塊鎖定到位。通過仿真傳統照明插座,Helieon系統可提供簡單而熟悉的安裝體驗。 Helieon專為致力于推動大規模市場采用LED照明的照明OEM而設計。
用于大批量應用的Helieon模塊有兩種基本輸出,800或1200流明(大致相當于60W和90- W白熾燈泡,但可驅動提供500至1500流明,以滿足廣泛的流明輸出要求。 Helieon模塊也比白熾燈泡使用更少的電力,可節省高達80%的能源。模塊可選擇3000 K暖白色或4100 K中性白色溫度,并可選擇24°,32°或50°光束角度。因此,Helieon模塊可提供窄中型泛光束模式,可為各種照明應用提供精確效果。此外,用戶可以在不移除或更換燈具的情況下輕松改變光束角度,色溫或光輸出。只需更換Helieon模塊(輕松轉動)即可為照明安裝設計帶來全新的外觀和感覺。 Helieon模塊還提供緊湊的設計,因為模塊直徑僅為80 mm,當與插座配合時,組件厚度僅為27.6 mm。
Helieon為內部和外部燈具制造商提供輕松的安裝,互換性和可升級性。簡單的即插即用模塊化解決方案使制造商能夠在其燈具中采用SSL,并以低價格向前推進靈活的路徑。燈具設計人員可以使用Helieon開發可以輕松更換和升級LED光源的產品,并在價格上提供SSL安裝的回收期短。
插座式互連Helieon接口使全球照明燈具制造商能夠開發基于該技術的產品,以便更快地采用行業。 Helieon的應用可能僅限于一個人的想象,可能包括筒燈,任務或重點燈,現場和軌道燈,暗燈和室內照明,零售和展示照明,酒店照明,建筑照明,裝飾照明,甚至博物館照明。支持行業標準化的模塊互連技術將有助于確保長期設計機會,同時保護夾具OEM及其客戶的開發投資。
用于無縫LED組件的印刷電路組件
LED印刷電路組件提供可靠,高效的定制照明解決方案,可與眾多行業的LED組件Helieon產品線無縫協作。連接器和LED設計集成等同于完整的解決方案,利用成熟的產品和技術來支持總的LED互連需求。所有印刷電路組件的內部功能測試確保了強度和顏色的質量和一致性。
電路板可靠性和設計將電氣,機械,熱和光學功能融合到一個完全合格的LED封裝中。定制LED組件支持背光應用,聚酯電路支持低功耗應用和散熱聚酰亞胺和剛性板,以支持高功耗應用,如手術和汽車照明。 BIN控制系統可調節一致的逐個LED發光度輸出范圍,這對于高質量照明產品至關重要。
用于模塊化LED組件的陣列支架
2010年,除了Helieon合作伙伴關系外,Molex還推出了最初為Bridgelux ES和RS陣列設計的無焊LED陣列支架(見圖1)。作為完美的補充,LED陣列支架可在經濟高效的SSL解決方案中提供相同的高性能和即插即用設計。創新的互連系統,LED陣列支架簡化了LED組件的安裝,并在更高效或更明亮的燈光可用時便于升級。無焊料LED陣列支架極大地增加了連接選項,提供了卓越的設計靈活性,使OEM能夠專注于夾具設計,減少約束,減少對實施的關注。
圖1:Bridgelux ES陣列的Molex支架(帶有和沒有封面)。
雙端線路陷阱端子簡化了裝配,允許線纜方向的靈活性,以實現最佳的線路布線。使用簡單的工具,可釋放的雙線阱可實現現場更換,并有助于升級到當前應用。一步式無焊螺旋連接系統無需在組裝過程中進行線焊,表面貼裝技術(SMT)焊接或其他二次加工,從而大幅節省制造成本和效率。 LED陣列支架完全不需要手工焊接或SMT焊接和昂貴的SMT設備。
在新的陣列支架中,安全的壓縮電源觸點即使在高環境溫度下也能提供穩定的連接,并防止由于冷或不可靠的焊點。其他標準功能包括用于二次光學器件的內置安裝點。可選的透明LED保護蓋,帶有彈簧鎖,可保護LED免受灰塵和裝配過程處理。
由于無需二次加工,Molex陣列支架有助于簡化設計周期并簡化系統級集成難題原始設備制造商。設計主要集中在直徑為48至50毫米的光源尺寸上。直徑小于50毫米(1.96英寸)的外形使LED陣列支架非常適用于燈具和其他小型夾具應用,包括MR16或使用熱塑性外殼的軌道照明,以支持高發熱環境。一系列更小的外形尺寸允許燈具原始設備制造商在沒有昂貴的重新設計的情況下維持標準照明設計。
陣列支架是一種非常簡單和低技術形式的連接器。它基本上是一個將LED燈具電連接到一組電線的保持系統。陣列支架的輔助功能是促進LED和散熱器之間的熱界面。通過夾緊和向熱界面材料施加壓力,通常是墊,油脂或相變材料,該陣列便于熱連接.Molex陣列支架必須符合UL測試496的燈座。改善LED和散熱器或任何其他金屬導電表面之間的爬電距離和間隙,減少能源使用以及更頻繁更換LED的成本,以及使用更低成本的1類電源。
陣列支架的使用基本上增強了將LED直接擰到散熱器的傳統方法。陣列上的附著點是一個重要特征,允許集成熱障,光學器件,在某些情況下,透明蓋板可提供入口保護。除了照明光學元件外,易于組裝還可以實現二次光學。
模塑互連器件技術增強了LED設計選項根據LED的外形尺寸,可以使用多種技術為陣列供電。例如,Helieon組件使用標準印章和形式接觸解決方案。最近的發展,陣列支架裝飾可以包含用于將電路應用到三維塑料部件上的內部模制互連裝置(MID),這允許更多集成技術和獨特包裝概念。 MID可在非常緊湊的SSL光源中使用復雜的電子設備。這項新技術將電路圖案嵌入到具有激光激活表面的特種金屬化塑料上。激光蝕刻激活后,表面鍍層(銅鎳/錫金),提供三維機電封裝,可在其上添加元件,連接器和LED。
MID封裝解決了OEM的工藝挑戰遇到連接LED和焊接線在一個空間,通過線規和接觸螺絲更緊湊。作為在LED組件上使用多個(Cree MPL LED的六個焊盤)頂部接觸墊的替代方案,MID可以使用兩個觸點,陽極/陰極I/O,然后可以從六個獨立的LED電源連接跳線。這消除了連續交替正負的需要,并允許在串行或并行架構中進行功率部署。
MID是一種成熟的技術,在醫療和移動市場中占有一席之地,并廣泛用于開發智能手機的天線。它將顯著推動下一代SSL產品的大眾市場生產。同時,業界可以預期MIDenabled LED照明控制系統將通過網絡設備激增,從而為最終用戶提供更大的靈活性和對照明體驗和環境的控制。智能照明控制已經使工作變得更容易,行業更具可持續性。現代商業,工業和住宅建筑將局域網直接整合到照明系統中,以監控維護要求,確定占用率,并提供日光控制和調光系統 - 還有一些簡單和變革的方法,用于照明OEM以利用電子技術。
隨著LED在全球的普及,模塊化組件,陣列支架,MID和其他電子技術的集成必將在照明可持續和價格具有競爭力的SSL產品的OEM開發方面發揮越來越重要的作用。
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