2011年，LED逐漸向室內(nèi)照明進(jìn)軍，這也意味著開始向民用家庭進(jìn)軍。一方面這是一個(gè)大喜事，因?yàn)槊裼玫氖袌?chǎng)是非常之大；另一方面也是一個(gè)極為嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，因?yàn)槊裼檬袌?chǎng)要求成本特別低，可靠性特別高。現(xiàn)在離開完全滿足民用市場(chǎng)的要求還很遠(yuǎn)，可以說還有很長(zhǎng)的路要走。
最普通的民用燈就是白熾燈，也就是我們普通用的燈泡。所以如果LED要取代白熾燈泡，就要開發(fā)出一種無論在燈頭形狀還是外型上都和白熾燈泡類似的燈泡，這就是我們通常稱為L(zhǎng)ED球泡燈。可以想象，球泡燈的市場(chǎng)是十分巨大的。
一．對(duì)LED球泡燈的要求
因?yàn)橐鎿Q白熾燈，所以至少要有以下幾方面的要求：
1.亮度要相當(dāng) 白熾燈通常只講瓦數(shù)而不講流明數(shù)。LED雖然也可以只講瓦數(shù)，但是由于LED的光效還在不斷發(fā)展，只說瓦數(shù)并不能代表其流明數(shù)。白熾燈最常用的瓦數(shù)有15瓦、30瓦、45瓦、60瓦、75瓦和100瓦等。如果要講流明數(shù)，那么可以用白熾燈的發(fā)光效率來計(jì)算。白熾燈的發(fā)光效率在7.5-12lm/W。瓦數(shù)越大效率越高。所以上面列出幾種瓦數(shù)的白熾燈的相對(duì)流明數(shù)可以列表如下：
如果采用LED來取代，也可以得出相應(yīng)的瓦數(shù)。但是因?yàn)長(zhǎng)ED的發(fā)光效率在不斷攀升，所以很難給出準(zhǔn)確的數(shù)字。假定采用目前通常的LED1，其光效為100lm/W，假如采用最高光效的LED2，其光效為130lm/W（暖白的光效會(huì)低于此值）。就可以得出對(duì)這兩種光效LED相應(yīng)的瓦數(shù)來。但是因?yàn)長(zhǎng)ED需要恒流源，而恒流源有一定的效率，假定為85%，另外因?yàn)長(zhǎng)ED不可能采用透明泡殼，而只能采用乳白泡殼。其透光率大約為85%。二者相乘等于0.72。。考慮以上因素以后就可以得出和白熾燈相當(dāng)?shù)耐邤?shù)來。由表中可見，LED2在同樣亮度時(shí)大約可以節(jié)省10倍的功率。有一點(diǎn)需要特別說明的。就是從目前LED球泡燈的光效和散熱來說，它還不可能做到10瓦以上，也就是說目前還只有可以取代60-75W白熾燈的LED球泡燈。當(dāng)然PAR燈就另當(dāng)別論了（后面將討論）。
2.外形要類似 通常白熾燈為梨形的，所以LED球泡燈也應(yīng)當(dāng)為梨形的。這點(diǎn)是很容易做到。但是白熾燈為全玻璃制品，LED因?yàn)橐峋秃茈y采用全玻璃的結(jié)構(gòu)。下面會(huì)詳細(xì)討論LED球泡燈的結(jié)構(gòu)。
3.體積大小要相當(dāng)，因?yàn)長(zhǎng)ED需要恒流源和散熱器，所以這是非常難做到的
4.重量要相當(dāng)，同樣因?yàn)長(zhǎng)ED需要恒流源和散熱器，所以這也是非常難做到的
5.燈頭要相同 中國(guó)過去大都是采用卡口式，改革開放以后大都改用和美國(guó)一樣的螺口式。就是美國(guó)的E26或E27。這點(diǎn)也還是很容易做到的
6.電源要相同，都應(yīng)該是220VAC（或美國(guó)的110VAC），這也是沒問題的
二．LED球泡燈的結(jié)構(gòu)
LED球泡燈可以分為外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。我們先來看一下它的外部結(jié)構(gòu)。一個(gè)典型的LED球泡燈的外形如圖1所示（這是作者最近在美國(guó)硅谷Fry’s電子商店上看到的最大功率的LED球泡燈，價(jià)$40）：
圖1. LED球泡燈的外形
這是一個(gè)5W的LED球泡燈，全長(zhǎng)13cm，散熱器長(zhǎng)5cm，直徑4.5cm，泡殼長(zhǎng)5.2cm，直徑5.5cm，重量114克。它大約可以取代45W的白熾燈。其外部結(jié)構(gòu)主要包括3個(gè)部分，一個(gè)是燈頭，二是散熱器，三是泡殼。而內(nèi)部結(jié)構(gòu)則主要是2部分，一是恒流驅(qū)動(dòng)電源，二是LED燈板（包括鋁基板和LED）在內(nèi)（圖2）。
圖2. 球泡燈的構(gòu)成
下面分別來討論這幾個(gè)部分的構(gòu)成。
三．球泡燈的電源
因?yàn)榍蚺轃舳际怯檬须姽╇?，所以電源也必須是市電交流輸入的，英文稱為Off-Line，有把中文譯成離線式是很不恰當(dāng)?shù)模驗(yàn)橛⑽脑馐荈rom Line的意思，應(yīng)該譯成在線，但又會(huì)和網(wǎng)絡(luò)的在線相混，所以不如就直接稱為市電式電源。
球泡燈的市電式電源基本指標(biāo)如下：
1.電源基本類型：主要分隔離式和非隔離式兩種，那是指負(fù)載端是否與火線220V隔離。一般說，非隔離因?yàn)椴恍枰綦x變壓器，所以成本低，但要求鋁基板耐壓高，否則散熱器就有可能帶電。所以比較不容易通過安規(guī)檢驗(yàn)。隔離式就比較安全，比較容易通過安規(guī)，但成本高。
2.電源輸出功率：因?yàn)榍蚺轃舻捏w積大小必須和玻殼的白熾燈相當(dāng)，所以散熱器大小有限，目前還不能超過9W。
3.電源效率：一般隔離式在80-85%左右，非隔離式在90%左右
4.電源功率因數(shù)（PF）：不加PF校正在0.5-0.6，加PF校正在0.9-0.99左右
5.體積大小：由于球泡燈留給電源的空間很小，所以體積的限制很嚴(yán)。
下面來介紹幾種典型的球泡燈電源。
3.1非隔離式電源
下面是一個(gè)采用美國(guó)安森美NCP1014的非隔離式電源原理圖（圖3）
圖3. 非隔離式電源原理圖