亚洲企业在LED灯泡设计思路上差异明显

　　LED灯泡作为白炽灯泡的替代品日益受到关注。其特点是耗电量低，不过，除了比白炽灯泡价格高外，很多用户还认为其存在“较大”、“较重”等设计方面的问题。为此《日经电子》编辑部对目前正在销售、来自众多生产基地的东亚地区的LED灯泡进行了拆解和分析，以便发现解决上述问题的启示。通过拆解，发现了日本厂商和海外厂商在设计思路方面的差异，这便是“日本厂商重视产品设计，而海外厂商则优先考虑成本”。

　　最能明确体现这一差异的就是LED灯泡的底座。海外厂商的LED灯泡均配备有散热片，而日本厂商的产品中则有不带散热片的。乍一想会认为没有散热片的产品便宜，但其实没有散热片时往往需要使用耐热性高的部件，因此成本并没有降低。不使用散热片是“为了提高产品的设计”(东芝照明技术)。不只是该公司，很多日本国内厂商都在努力使LED灯泡的形状接近白炽灯泡。而海外厂商的LED灯泡“通过采用近乎粗放的设计，削减了成本”(协助拆解的技术人员)。

　　下面让我们来具体看一下体现在外观上的不同的设计思路。

　　灯泡外壳的表面温度不同

　　此次共拆解了9款LED灯泡，分别为从韩国、中国大陆和台湾销售的产品中随机挑选出来8款，以及从日本销售的产品中选择外观最接近白炽灯泡的1款。这些产品均采用E26/27普通灯口。产品的标称值方面，耗电量在4～7.5W范围之内，总光通量在210～600lm范围内。其中，将耗电量和总光通量接近的东芝照明技术的7.2W产品、韩国三星LED的7.1W产品以及中国勤上光电的7.5W产品作为A组，其余作为B组。

　　拆解前，首先测量了亮灯状态下LED灯泡的温度。目的是确认在外观上存在明显差异的底座(散热部)差异是否会体现在温度上。LED的光线极少含有红外线成分，因此灯光照射的灯罩部分并不会太热。但底座是LED芯片的散热部，因此温度较高。此次在认为底座会变得最热的部分(LED的安装位置附近)粘贴了放射率为0.95的胶带，利用热像仪测量了胶带的温度。

　　9款LED灯泡中，底座的表面温度最高的是东芝照明技术的7.2W产品。在A组内进行比较，三星LED的7.1W产品约为47℃，勤上光电的7.5W产品约为43℃，而东芝照明技术的7.2W产品约为61℃，比这两款高出了14～18℃。

　　对底座的放射率进行计算后得出，东芝照明技术的7.2W产品约为0.37，三星LED的7.1W产品约为0.6，勤上光电的7.5W产品约为0.64。放射率低意味着使用了不容易从底座向外部散热的材质。三星LED和勤上光电的底座采用配备散热片的铝压铸件制造，而东芝照明技术的底座采用薄铝板制造。虽然东芝照明称“通过对表面进行耐酸铝处理提高了放射率”，但在我们的测量中，该值仍然低于其他公司。

　　即便底座的表面温度达到61℃左右，“实际使用时完全没有问题”(东芝照明技术)。LED灯泡的底座温度由各厂商根据自主标准决定。“即使表面温度稍高，如果能保证LED芯片的接合温度在一定值以下，基本不会影响发光效率和寿命等”(LED灯泡厂商的技术人员)。相反，“就设计性而言比较重要的是尽可能允许表面温度升高，从而最大限度简化散热机构”(该技术人员)。也就是说，在热设计方面，海外厂商的性能指标还稍留有余地。

　　通过减少芯片数降低成本

　　取下LED灯泡的灯罩后，呈现在眼前的便是LED封装。封装有LED芯片的LED封装是决定光质量的重要部件，同时也是“LED灯泡中成本最高的部分”(多数LED灯泡厂商)。

　　海外厂商的LED灯泡大多都为仅采用少量高功率表面贴装器件(Surface-Mounted Device，SMD)型LED封装的设计。例如，中国真明丽控股有限公司(真明丽控股)的7W产品和荷兰皇家飞利浦电子(Royal Philips Electronics)的6W产品只使用了4个SMD封装，每个SMD封装里配备1枚大型LED芯片。这种设计“不利于光的均匀性和发光效率，但在成本方面占有优势”(协助拆解的技术人员)。原因是，可以通过增加每枚芯片的输入功率来提高亮度，减少所需的LED芯片数量。不过，这样做芯片的发热量会增加，因此需要相应的散热机构。

　　相反，东芝照明技术的7.2W产品则通过采用多个小型LED芯片，降低每枚芯片的输入功率，由此提高发光效率。该公司采用在基板上直接封装96枚LED芯片的COB(Chip On Board)技术。虽然有观点认为，由于使用的芯片数量较多，因此LED本身的成本会升高，但“此举能改善发光效率，不但可简化散热机构，还不容易出现发光不均现象”(该公司)。

　　另外，在此次拆解中，根据LED的外观可以推断出以下4款产品的LED供应商。勤上光电的7.5W产品和皇家飞利浦电子的6W产品估计配备的是美国飞利浦流明(Philips Lumileds Lighting)的LED“LUXEON Rebel”。韩国锦湖电机的6W产品估计是日亚化学工业的LED，真明丽控股的7W产品采用的是美国科锐(Cree)的LED。

　　上述所有LED芯片都不算便宜，协助拆解的技术人员表示，“如果使用台湾厂商的LED，仅需一半的价格”。关于这一点，真明丽控股表示，“由于涉及专利问题，所以采用了科锐的LED”。各厂商好像并不能随便使用便宜的LED。