近年來LED行業(yè)燈絲燈的火熱度可以說是爆棚,從之前江浙熱的現(xiàn)況慢慢變成為全國乃至全球LED燈絲熱。而石墨烯卻不僅僅是在LED行業(yè),更是在幾乎所有材料領(lǐng)域都是超級熱。2月20日,在由LEDinside、CNLED網(wǎng)(即原中國LED網(wǎng))主辦的首席顧問行情分析會(上海站)上,山東晶泰星副總裁馬文波集合兩個 “熱”發(fā)表了《石墨烯散熱結(jié)合大角度均勻發(fā)光LED燈絲燈的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化》的演講。
?? 山東晶泰星副總裁馬文波先生
LED替代白熾燈真的準(zhǔn)備好了嗎?
談燈絲燈首先必談白熾燈。目前全球都已經(jīng)發(fā)布了淘汰白熾燈的路線圖,中國對60瓦以上的白熾燈已經(jīng)明確地禁止生產(chǎn)和銷售,其他的西方國家(美國、加拿大、澳大利亞)都已經(jīng)明確退出了白熾燈。那么LED替代白熾燈真的準(zhǔn)備好了嗎?
對此馬文波博士提出了以下6個問題:白熾燈的光效規(guī)格從25瓦到100瓦完全替代,在同樣的體積情況下LED是否準(zhǔn)備好了?白熾燈全方位的發(fā)光效果,全配光的發(fā)光曲線,目前的LED產(chǎn)品是不是能夠完全地實現(xiàn)了?第三,白熾燈璀璨奪目的視覺感觀效果LED真的實現(xiàn)了嗎?第四,白熾燈低廉的成本價格LED實現(xiàn)了嗎?第五,白熾燈超輕的重量LED能不能實現(xiàn)?第六,白熾燈接近100%的顯色指數(shù)LED照明產(chǎn)品也能實現(xiàn)嗎?
為什么要做它?
不忘初心,回歸產(chǎn)品。從整個光源發(fā)展來看,白熾燈是完美的產(chǎn)品,因為它有接近100的顯指,而且環(huán)保、沒有有毒有害的污染物質(zhì),另外還非常輕,成本低,視覺效果被絕大多數(shù)人接受。而節(jié)能燈雖然有大的發(fā)光角度,光效也比白熾燈強,但含汞,所以發(fā)展幾年很快就被LED所替代了。
對于LED在開始進入人們視線時,便以節(jié)能概念快速走紅。目前市場上看到的基本上在80-90LM/W,比白熾燈提高了8到10倍,而且也有比較大的發(fā)光角度,但是其發(fā)光角度還是遜于白熾燈,這也就是LED燈絲燈出現(xiàn)的原因。
燈絲燈在2012年就開始了,當(dāng)時香港的專賣店里已經(jīng)有產(chǎn)品出現(xiàn),而大陸卻沒有,在2013年很多廠家開始追捧,到今天逐漸成熟。所以這個產(chǎn)品可以看到它關(guān)鍵的技術(shù)特點,不僅有很大的發(fā)光角度、比傳統(tǒng)的LED光效更高,而且環(huán)保,重量比較輕。
石墨烯如何改變燈絲燈
由于LED燈絲燈的結(jié)構(gòu)沒有多余的散熱結(jié)構(gòu)件,只能依靠氣體和外殼散熱。根據(jù)熱傳遞學(xué)三要素傳導(dǎo)、對流和輻射來看,目前燈絲燈沒有傳導(dǎo),只有對流和輻射。但是主要還是對流散熱,輻射的比例很小。如果把石墨烯的技術(shù)導(dǎo)入到燈絲燈里,就是想利用石墨烯的熱輻射特性來增加燈絲燈的散熱性,來延長燈絲燈的使用壽命。
基于此思路,通過在相同的銅片上涂布石墨烯和不涂進行對比試驗,測試黑體輻射性能,可以明確地看到涂有石墨烯的地方,它的熱輻射特性非常明顯,但是沒有涂抹石墨烯的,沒有明顯的熱輻射特性。另外也把涂石墨烯的材料涂在銅箔或者是鋁箔上面,也做了對比熱成像實驗,結(jié)果是一致的,所以石墨烯具有比較好的熱輻射特性。
基于試驗得到的結(jié)果,將石墨烯用在燈絲的背部位置的金屬基板上,LED加熱產(chǎn)生的熱量通過石墨烯把熱量輻射出去,同時利用泡殼內(nèi)的導(dǎo)熱氣體來實現(xiàn)有效的對流,降低溫度。根據(jù)涂石墨烯和不涂石墨烯產(chǎn)品的對比,可以看到涂有石墨烯的芯片結(jié)溫溫度比沒有涂石墨烯的結(jié)溫低3-5度,這樣可以看到明顯地降低芯片的結(jié)溫,從而能夠延長燈絲的壽命。
燈絲燈的發(fā)展趨勢
馬文波關(guān)于燈絲的發(fā)展趨勢提到晶泰星說布局的兩個方向。一個是柔性發(fā)展方向,另外一個是智能方向。
目前LED行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了一些柔性產(chǎn)品,但是主要還是直燈絲或者彎曲的燈絲。馬文波表示,對晶泰星來說更重要的是讓柔性燈絲燈能夠達到主照明的產(chǎn)品,晶泰星準(zhǔn)備考慮把石墨烯和材料結(jié)合,來達到主照明要求的光規(guī)格。
關(guān)于燈絲的另一個發(fā)展方向智能型LED燈絲燈,馬文波表示,因為在燈絲燈里會遇到比較多的串變方式,一根燈絲有20幾顆芯片,每個芯片的VF值又不一樣, VF值的差異會導(dǎo)致電流分配不均勻,而不均勻會導(dǎo)致某根燈絲的電流過載,這樣會導(dǎo)致該燈絲的壽命急劇下降。而晶泰星在燈絲里面封裝了智能器件,該芯片具有很好的限流特性,保證這根燈絲的電流在10-12mA,這樣可靠性會得到非常大的延伸。
最終目標(biāo)是希望通過這些器件的應(yīng)用,把電源真正地去掉。因為目前的燈絲燈的燈頭里還含有電源,而未來燈絲燈不需要電源,只需通過封裝在燈絲中的兩端器件的限流特性來實現(xiàn)跟白熾燈的點亮。(整理:LEDinside Skavy)
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