關于工業燈具中模塊化設計的探討

王 乾

（華榮科技股份有限公司，上海 201808）

0 引言

模塊化設計，簡單地說就是將產品的某些相關要素（結構、功能）組合在一起，構成一個具有特定功能的模塊，將這個模塊作為通用性的模塊與其他產品要素進行多種組合，構成不同顧客定制的產品，以滿足市場的不同需求。

模塊化設計已經從理念轉變為較成熟的設計方法，可以滿足產品的不同功能屬性，一方面可以縮短產品研發與制造周期，增加產品系列，提高產品質量，快速應對市場變化；另一方面可以方便重用、升級、維修和產品廢棄后的拆卸、回收和處理。

由于模塊具有相對獨立性、互換性以及通用性的特點，可以方便企業批量化生產、采購，這就意味著按照模塊化設計生產的產品符合批量化生產的實際情況。

1 模塊化設計的發展

模塊化設計已成大勢所趨，現在市面上有大量的模塊化產品，比如國際上主要廠家（以zhaga 聯盟為代表）在實踐中提出了LED 光引擎的模塊化方式，由光源與驅動結合的模塊集成，以及大功率投光燈、大功率工礦燈和大功率路燈。華榮科技股份有限公司現也向著模塊化的道路探索，已成功開發并推行了多款模塊化產品，通過對模組的不同排列，以及配光方式的不同選擇，形成了高頂燈、投光燈等系列產品。

2 如何進行模塊化設計

以LED 模組為例進行實例分析，解析在模塊設計過程中該如何考慮設計方案。現階段的LED 燈具屬于原有傳統光源燈具的改造，因此LED 燈具的照度需要與原先的燈具照度保持一致。在確定模塊時應注意以下幾點:

（1）確定合適的光通量基數，由于LED 的技術日新月異，發光效率一直在提高，選定合適的光通量作為基數將非常重要，比選用功率作為基數更加合理，其中光通量的基數選擇應參考傳統光源，可通過兩種燈具的效率進行換算。

（2）模塊選用的LED 顆粒需要選擇通用性的規格，不能局限于某一家的規格，應考慮到替換性，便于今后生產安排。應將目前市場上的主流廠家產品考慮在內，比如科銳公司、歐司朗、流明公司、三星公司等，便于滿足用戶的多種需求。

（3）模組的尺寸大小也需要考慮，這將關系到產品的散熱效果，直接影響LED 的使用壽命。在散熱設計時，需充分留有余量，應避免燈具組合后出現散熱不佳，從而降低燈具使用壽命的情況。

（4）LED 模組中的LED 排列方式也應該考慮，不同的排列方式可以配不同的LED 模塊，增加了模塊選擇的可能。當然在排列時還應考慮同驅動電源的匹配性，如果可選擇的驅動電源規格太多，也將影響產品的標準化。

（5）模塊的防護等級也應在考慮之中，選擇合適的防護等級可以適用于不同防護等級要求的場所。設計時應結合工業照明的現場實際進行考慮，防護等級不宜過高，過高的防護等級容易加劇燈具的呼吸效應，易造成燈具內凝露現象。

（6）模塊的配光也應考慮多種，以應對不同的場合的要求。

（7）模塊的安裝方式不能忽略，這將關系到模塊的現場維修等多方面因素。

3 模塊化設計的優勢

模塊化設計可以縮短新產品、同系列產品開發的設計周期。利用已有模塊可縮短采購周期、物流周期和生產制造周期，從而提高交貨速度，滿足用戶需求。此外，企業還應不斷進行產品創新，使產品具有個性化，滿足客戶的定制需求。由于配件的標準化，用戶的備品比較少，降低后期的維護成本。采用標準化的接口，便于后期產品的升級。

4 現階段模塊化存在的不足

在商業照明中，筒燈、射燈以及部分格柵燈，采用模塊化的組件進行燈具組合已非常普及，但在工業照明范圍推廣存在一定難度，具體有以下幾點:

（1）采用模塊化生產，單個產品的外形不夠美觀，與傳統燈具差距較大，用戶難以接受。

（2）同一體式產品相比較，產品的成本偏高，市場難以接受。

（3）部分特殊場所，難以解決安裝問題。

（4）各企業的模塊沒有標準的機械接口及電氣接口，造成無法替換的情況，不能如傳統光源那般有標準接口，便于替換，因此普及較難。

5 小 結

總而言之，借鑒模塊化產品在其他領域中的應用與發展，工業燈具的模塊化將是符合市場要求的選擇。文章重點探討了如何進行模塊化設計的方案選擇，希望以此對工業燈具中模塊化設計發展提供參考，并且在今后的大規模應用中獲得更加良好的效果。

［1］LED 模塊化制造的多維視角［EB/OL］.新營銷www.sina.com.cn，2010-01-12

［2］江程，等.LED 路燈燈具的模塊化設計研究［J］.中國照明電器，2010（5）:1～5

［3］模塊化LED 路燈［EB/OL］.勤加緣網社區，2012-10-29

［4］LED 模組化—LED 發展新趨勢［EB/OL］.真明麗集團封裝研發中心中國LED 網，2012-07-31