LED外观机壳、构型限制与模组化线路设计

繁华的城市离不开LED灯的装饰，相信大家都见过LED，它的身影已经出现在了我们的生活的各个地方，也照亮着我们的生活。LED固态光源，因应实际应用的需求，因为装设现场不会有DC直流电源，而多半替代传统光源的设置环境又只有AC交流电源。

为了让LED固态光源可以达到便利替换的装设方式，相关设计就必须朝向整合电源转换电路或是发展ACLED方向设计，但实际上，ACLED的发展成本仍高，而相关产品的现况仍待观察，因此，现阶段朝整合电源转换的设计方式较为可行。多数装设环境，若是为取代塬有白炽灯的设计方式，则会有相当大的技术挑战!因为白炽灯的体积小，LED固态光源必须整合驱动电路、电源转换电路、温度感测电路与主动散热电路，如此一来，在相对电路密集空间有限的产品构型，第一个要面对的就是散热设计。

目前灯泡型的LED固态光源设计，电路多採模组化设计，为了简化电路设计，目前也有相关电源晶片业者推出整合LED灯泡电路设计专属的电源、温控、电源转换、主动散热驱动电路的解决方案，目前尚未有单晶片解决方案，但已把繁复电路与多样离散数位/类比元件整合至数颗积体电路解决，让灯泡型的LED固态光源设计不会受空间限制而必须採取折衷或是让产品失去替代传统光源的设计限制。

以灯泡型的设计为例，在灯泡接座大量採铝挤构型机构设计，此举可让内部电路与LED产生的热，透过灯泡本体的铝挤机构进行散热，而採取模组化搭配晶片解决方案，让内部线路大幅简化，也减少内部温度传导的热阻问题，搭配主动式散热机制利用小型化风扇强制气冷散热处理，解决小型化LED灯泡的设计开发需求。

另一种常见的嵌入式灯具，也是LED固态光源积极抢进的产品线，因为嵌入式灯具(嵌灯)，常见设计是採用卤素灯泡为光源，此为高热、低效率、高成本的无效率光源，但为了基于装潢美化环境的需求，又是许多室内设计相当常见的应用光源，虽然也有採取萤光灯式的嵌灯设计，但萤光灯式会有体积较大的问题，部分室内环境气氛营造的光源，并不会使用这类光源。回到LED固态光源取代这类室内嵌灯的设计应用方面，与灯泡型LED固态光源一样，嵌灯的构型设计挑战更严苛，因为嵌灯多数需求为柔和光线，点状光源的LED发光方式，必须利用光学透镜去改善光源特性，此会造成体积上的增加，虽然有些产品採取利用封装技术去改善光型，但大体上能修整光线型态的程度有限。

另外，嵌灯的体积限制更多，加上多半是设置于装潢天花板、夹层、木作之中，嵌灯对于散热的要求更高，才能得到较佳的应用安全性。嵌入式灯具LED光源设计，由于灯具的装设以配合装潢为主，在设计方面反而可以做到分散式的功能设计，例如，将电源电路与嵌灯本体分离开发，这可以让电源转换电路不会成为嵌灯模组内的热流模型热阻一环，让光源本身仅需设置驱动电路与主动散热相关电路，可有效缩小产品体积，或增加散热机壳、散热元件的设置空间，提升整个光源的散热效率，或是让修整光型的光学镜片空间增大，提升产品的使用满意度。

LED这种半导体元件，自问世以来，多数是作为指示灯、显示板用途，目前为了发展日常照明应用，也逐渐发展出高功率、高亮度的LED元件技术，伴随着因应提高亮度与能源应用效能的需求，周边技术的发展也持续提升，例如，高效能的AC-DC转换、LED驱动电路、温控电路等，与提升整体散热效率的组装构型与设计，都已经将LED固态光源推向可以取代传统光源的技术水準!

LED目前已可作为光源使用，不但能达到高效率直接将电能转化为光能，并拥有长达数万小时的使用寿命，维护成本相对较低，同时也具备超越传统灯泡易碎的强固特性，同时拥有环保、无汞、小体积、色域丰富等优点。虽然LED在生活中处处可见，但是LED也还有一些不足需要我们的设计人员拥有更加专业的知识储备，这样才能设计出更加符合生活所需的产品。