山東晶泰星副總裁馬文波:石墨烯散熱結合大角度均勻發(fā)光LED燈絲燈的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化
文章來源:恒光電器
發(fā)布時間:2017-03-03
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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，星級酒店照明燈具，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，LED射燈，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，3c認證，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，商業(yè)照明，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，照明資質(zhì)，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，產(chǎn)業(yè)資訊，當時香港的專賣店里已經(jīng)有產(chǎn)品出現(xiàn)，而大陸卻沒有，車間照明，在2013年很多廠家開始追捧，到今天逐漸成熟。所以這個產(chǎn)品可以看到它關鍵的技術特點，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燈絲燈的結構沒有多余的散熱結構件，商業(yè)照明，只能依靠氣體和外殼散熱。根據(jù)熱傳遞學三要素傳導、對流和輻射來看，目前燈絲燈沒有傳導，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導入到燈絲燈里，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，產(chǎn)業(yè)資訊，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，口碑，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，LED天花燈，可以看到涂有石墨烯的芯片結溫溫度比沒有涂石墨烯的結溫低3-5度，這樣可以看到明顯地降低芯片的結溫，LED射燈，從而能夠延長燈絲的壽命。
燈絲燈的發(fā)展趨勢
馬文波關于燈絲的發(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，晶泰星準備考慮把石墨烯和材料結合，LED筒燈，來達到主照明要求的光規(guī)格。
關于燈絲的另一個發(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值的差異會導致電流分配不均勻，而不均勻會導致某根燈絲的電流過載，這樣會導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， led服裝照明，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。
最終目標是希望通過這些器件的應用，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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