2024年11月5日发(作者：戈景天)
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
天电光电EMC 3020产品A19球泡灯参考设计
Lightning EMC 3020 LED A19 Bulb Reference Design
目录 Table of contents
简介Introduction……………………………………………………………………………………………………………1
灯具规格需求 Define lighting requirements………………………………………………………………………2
设计目标 Define design goals…………………………………………………………………………………………….2
整灯方案规划 Estimate system efficiency………………………………………………………………………….2
确定LED型号及数量 Calculate the number of LED needed………………………………………………2
散热方案设计 Thermal requirements………………………………………………………………………………….3
驱动电源 Driver………………………………………………………………………………………………………………..5
二次光学配件 Secondary optics ………………………………………………………………………………………5
样灯完成及测试结果 Prototyping and test results…………………………………………………………6
BOM表估算 Bill of materials………………………………………………………………………………………….8
结论 Conclusion……………………………………………………………………………………………………………….9
简介
本参考设计手册系统描述了如何应用天电光电EMC系列3020LED产品来制作9W球泡灯。
3020LED产品可以提供卓越的光电性能并大幅降低灯具系统成本。所制作的球泡灯可广
泛应用于各种室内应用，涵盖家居及商用照明应用等。天电光电3020LED产品提供良好
的大电流驱动性能，低热阻，单颗功率可以达到1.2W，是制作球泡灯的最佳LED光源之
一。同时，在台灯，吸顶灯及筒灯应用里也有非常大的优势。
Introduction
This application note details the design of a 9W LED bulb lamp using TDEMC 3020 LED.
The 3020 LED offers industry-leading performance and reduces system cost sharply.
LED bulb lamps are widely used in various of indoor and outdoor applications, residential
and commercial lighting applications, etc. TD EMC 3020 LED provides good performance
for over-current drive, low thermal resistance, and can achieve 1.2W, which is the best
candidate for use in a bulb lamp. Meanwhile, there is a great advantage in desk lamp,
ceiling light and down light applications.
1 / 9
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
灯具规格需求
重要性
关健 光通量
整灯功率
色温
功率因数
寿命（L70）
显色指数
重要 价格
工作温度
调光
外形尺寸
产品一致性
生产能力（工艺性）
指标
单位
LM
W
K
/
H
/
$
ºC
/
/
/
/
设计目标
本次设计需要达到以下参数目标：
参数
Min.
600
30,000
80
0.5@220V
65
Typ.
EMC 3020
650
9
2700
Max.
700
10
Unit
PCS
LM
W
H
K
/
/
Lm/W
LED
光输出
功率
寿命
色温
显色指数
功率因数
光效
整灯方案规划
本次参考设计主要通过较低的温度、较高的光学效率、较高的电源效率来达到设计目标。
◆LED 选型及方案
LED V
F
(V) Operate
current(mA)
Luminous
Flux(lm)
@Tj=25℃
Flux @Tj
85℃
Typ.
71.4
Min. Typ. Min. Typ.
Flux @optical Flux@Ripple
loss (99%)
LED Total
Flux(lm)
Typ.
636.2
forecast(lm) loss (90%) quantity Luminous
Min. Typ. Min.
3020 3.0-3.2
2 / 9
240 82 84 69.7 62.73 64.26 62.10 63.62 10
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
从上面表格可以看出，采用我司3020LED（3.0-3.2V,240mA,82-86lm）10颗即可以达到光通量636.2lm。单颗LED功
率0.744W，LED灯板总功率7.44W，假设电源效率为85%，整灯功率8.75W。整灯光效可以达到636.2/8.75=72.7lm/W.
◆ Light engine
从LED选型及方案可以计算出需要10pcs 3020LED,在铝基板layout时，结合电源设计及输出电流考虑，我们用1并10
串方式进行布线，所以电源需要输出恒流典型值为240mA.
MCPCB Layout Light engine
◆散热方案
LED灯80%以上的输入电能转化为热，其余20%转化为光，所以需要一个良好的散热系统来保证灯具长期可靠运行。
对于一个9W 650lm的代替传统50W LED球泡灯，总功率9W左右，有7.26W左右功率会转换成热量。我们的散热器选
用天纳大功率的7W铝挤型散热器以及雾化泡壳光学套件，从而可以保证LED充分散热。
结构散热套件
3 / 9
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
◆热模拟：
环境温度：25℃
散热器材料：AL6063
LED功率：7.44W 电源总功率：1.31W
经过模拟，LED焊点温度为80.64℃。
从LED规格书查出相关信息如下：
Item
Junction Temperature
Thermal Resistance
Symbol
Tj
(Rth j-sp)
Value
125Max.
22Typ.
Unit
℃
℃/W
T
j
=T
s
+P
LED
xRth
j-sp
=80.64+0.744x22
=96.368℃
从以上计算可以看出， LED结温在环境温度25℃下，模拟结果为96.368℃，在环境温度40℃下，为116.368℃，没有
超过规格书里标示的最大值125℃，所以此散热器可以符合我们设计要求。
4 / 9
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
◆热测试：
Tc
测试条件：
环境温度：30℃
驱动电流：254mA
整灯功率：9.23W
测试结果：
Ts
Ta(℃) Ts(℃) Tc(℃) T
LED silicone
(℃)
◆
TM-21 LED寿命估算：
注：如果有需要，可以多测试几个焊点温度，这样可以知道铝基板上温度分布情况。
EMC 3020系列相关的LM-80测试还在进行中，将在2014年第四季度可以提供报告。基于封装芯片的技术以及目前对
灯的热测试结果，我们对该灯L70 寿命>30,000小时是有信心的。
整灯寿命主要还受电解电容限制，经测试得出电解电容温度是80.8度，为获得高寿命，可选择RUBYCON的电解电容，
电容额定温度105度，8000小时，用RUBYCON的公式计算后可以保证电解电容寿命大于30000小时。
5 / 9
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
◆
电源方案
结合本次的参考设计灯具实际使用情况，技术要求和设计目标，我们选择睿达电子有限公司的7-10W球泡驱动模块来
配套我们的灯具。
驱动电源外观图
电源主要性能参数:
项目
工作电压范围（V）
输入电流（mA）
效率（%）
功率因数
输出电流（mA）
输出电压（V）
输出功率（W）
工作温度（℃）
存储温度（℃）
◆
二次光学
参数
AC 90-264V
200 Max.@220V
80% Min.
0.5Typ.
240mA+/-10%
24-40V
10W Max.
-10-60
-20-80
我们同样选择天纳大功率有限公司的雾化泡壳光学套件来配套我们的散热器。
雾状高透光率PC泡壳，透光率达到90%以上。
6 / 9
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
样灯完成及测试结果
◆组装样灯（本次设计整灯功率不大，所以没有对电源进行硅胶灌封）
装电源及E27灯头 装散热器
涂导热硅脂及固定灯板 装泡壳
◆测试结果：
光通量
(lm)
色温 (K) 显指
R9
整灯功率
(W)
功率因数
输出电流
(mA)
输出功率
(W)
电源效率
(%)
光效
（Lm/W）
650.82
2744 80.9 3 9.23 0.45 254.35 7.91 85. 7 70.55
从结果可以看出，基本达到设计要求，只有功率因数偏低。
7 / 9
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
BOM表估算
预估整灯成本为RMB13.45(USD2.17)
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
Total
8 / 9
组件
LED
铝基板
泡壳
散热器
电源外壳
电源
E27灯头
其他
供应商
天电光电
和合信
天纳大功率
天纳大功率
天纳大功率
睿达电子
天纳大功率
T=1.2mm
PC，雾状
材料/型号
3020 0.8W 2700K
数量
10
1
1
1
1
1
1
1
单位
pcs
pcs
pcs
pcs
pcs
pcs
pcs
pcs
RMB
预估价格
3.00
0.80
1.15
4.50
0.20
3.50
0.15
0.15
13.45
铝挤型材，氧化本色
PC，白色塑料
4-7W 恒流电源
E27，免焊
导热硅脂、导线、螺钉等
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
结论
此次参考设计是设计一款650lm,9W的LED球泡灯；
所用LED为天电光电EMC系列 3020贴片LED 10颗（1并10串）
所用散热器套件为公模产品，铝挤型材，散热效果较好
实测LED焊点温度在82度左右，可以保证LED寿命
雾状高透光率PC泡壳，透光率达到90%以上
测试结果可以达到最初设计目标，有些参数甚至高于预设目标
整灯成本较低，基本控制在RMB14.0元以内
9 / 9
2024年11月5日发(作者：戈景天)
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
天电光电EMC 3020产品A19球泡灯参考设计
Lightning EMC 3020 LED A19 Bulb Reference Design
目录 Table of contents
简介Introduction……………………………………………………………………………………………………………1
灯具规格需求 Define lighting requirements………………………………………………………………………2
设计目标 Define design goals…………………………………………………………………………………………….2
整灯方案规划 Estimate system efficiency………………………………………………………………………….2
确定LED型号及数量 Calculate the number of LED needed………………………………………………2
散热方案设计 Thermal requirements………………………………………………………………………………….3
驱动电源 Driver………………………………………………………………………………………………………………..5
二次光学配件 Secondary optics ………………………………………………………………………………………5
样灯完成及测试结果 Prototyping and test results…………………………………………………………6
BOM表估算 Bill of materials………………………………………………………………………………………….8
结论 Conclusion……………………………………………………………………………………………………………….9
简介
本参考设计手册系统描述了如何应用天电光电EMC系列3020LED产品来制作9W球泡灯。
3020LED产品可以提供卓越的光电性能并大幅降低灯具系统成本。所制作的球泡灯可广
泛应用于各种室内应用，涵盖家居及商用照明应用等。天电光电3020LED产品提供良好
的大电流驱动性能，低热阻，单颗功率可以达到1.2W，是制作球泡灯的最佳LED光源之
一。同时，在台灯，吸顶灯及筒灯应用里也有非常大的优势。
Introduction
This application note details the design of a 9W LED bulb lamp using TDEMC 3020 LED.
The 3020 LED offers industry-leading performance and reduces system cost sharply.
LED bulb lamps are widely used in various of indoor and outdoor applications, residential
and commercial lighting applications, etc. TD EMC 3020 LED provides good performance
for over-current drive, low thermal resistance, and can achieve 1.2W, which is the best
candidate for use in a bulb lamp. Meanwhile, there is a great advantage in desk lamp,
ceiling light and down light applications.
1 / 9
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
灯具规格需求
重要性
关健 光通量
整灯功率
色温
功率因数
寿命（L70）
显色指数
重要 价格
工作温度
调光
外形尺寸
产品一致性
生产能力（工艺性）
指标
单位
LM
W
K
/
H
/
$
ºC
/
/
/
/
设计目标
本次设计需要达到以下参数目标：
参数
Min.
600
30,000
80
0.5@220V
65
Typ.
EMC 3020
650
9
2700
Max.
700
10
Unit
PCS
LM
W
H
K
/
/
Lm/W
LED
光输出
功率
寿命
色温
显色指数
功率因数
光效
整灯方案规划
本次参考设计主要通过较低的温度、较高的光学效率、较高的电源效率来达到设计目标。
◆LED 选型及方案
LED V
F
(V) Operate
current(mA)
Luminous
Flux(lm)
@Tj=25℃
Flux @Tj
85℃
Typ.
71.4
Min. Typ. Min. Typ.
Flux @optical Flux@Ripple
loss (99%)
LED Total
Flux(lm)
Typ.
636.2
forecast(lm) loss (90%) quantity Luminous
Min. Typ. Min.
3020 3.0-3.2
2 / 9
240 82 84 69.7 62.73 64.26 62.10 63.62 10
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
从上面表格可以看出，采用我司3020LED（3.0-3.2V,240mA,82-86lm）10颗即可以达到光通量636.2lm。单颗LED功
率0.744W，LED灯板总功率7.44W，假设电源效率为85%，整灯功率8.75W。整灯光效可以达到636.2/8.75=72.7lm/W.
◆ Light engine
从LED选型及方案可以计算出需要10pcs 3020LED,在铝基板layout时，结合电源设计及输出电流考虑，我们用1并10
串方式进行布线，所以电源需要输出恒流典型值为240mA.
MCPCB Layout Light engine
◆散热方案
LED灯80%以上的输入电能转化为热，其余20%转化为光，所以需要一个良好的散热系统来保证灯具长期可靠运行。
对于一个9W 650lm的代替传统50W LED球泡灯，总功率9W左右，有7.26W左右功率会转换成热量。我们的散热器选
用天纳大功率的7W铝挤型散热器以及雾化泡壳光学套件，从而可以保证LED充分散热。
结构散热套件
3 / 9
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
◆热模拟：
环境温度：25℃
散热器材料：AL6063
LED功率：7.44W 电源总功率：1.31W
经过模拟，LED焊点温度为80.64℃。
从LED规格书查出相关信息如下：
Item
Junction Temperature
Thermal Resistance
Symbol
Tj
(Rth j-sp)
Value
125Max.
22Typ.
Unit
℃
℃/W
T
j
=T
s
+P
LED
xRth
j-sp
=80.64+0.744x22
=96.368℃
从以上计算可以看出， LED结温在环境温度25℃下，模拟结果为96.368℃，在环境温度40℃下，为116.368℃，没有
超过规格书里标示的最大值125℃，所以此散热器可以符合我们设计要求。
4 / 9
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
◆热测试：
Tc
测试条件：
环境温度：30℃
驱动电流：254mA
整灯功率：9.23W
测试结果：
Ts
Ta(℃) Ts(℃) Tc(℃) T
LED silicone
(℃)
◆
TM-21 LED寿命估算：
注：如果有需要，可以多测试几个焊点温度，这样可以知道铝基板上温度分布情况。
EMC 3020系列相关的LM-80测试还在进行中，将在2014年第四季度可以提供报告。基于封装芯片的技术以及目前对
灯的热测试结果，我们对该灯L70 寿命>30,000小时是有信心的。
整灯寿命主要还受电解电容限制，经测试得出电解电容温度是80.8度，为获得高寿命，可选择RUBYCON的电解电容，
电容额定温度105度，8000小时，用RUBYCON的公式计算后可以保证电解电容寿命大于30000小时。
5 / 9
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
◆
电源方案
结合本次的参考设计灯具实际使用情况，技术要求和设计目标，我们选择睿达电子有限公司的7-10W球泡驱动模块来
配套我们的灯具。
驱动电源外观图
电源主要性能参数:
项目
工作电压范围（V）
输入电流（mA）
效率（%）
功率因数
输出电流（mA）
输出电压（V）
输出功率（W）
工作温度（℃）
存储温度（℃）
◆
二次光学
参数
AC 90-264V
200 Max.@220V
80% Min.
0.5Typ.
240mA+/-10%
24-40V
10W Max.
-10-60
-20-80
我们同样选择天纳大功率有限公司的雾化泡壳光学套件来配套我们的散热器。
雾状高透光率PC泡壳，透光率达到90%以上。
6 / 9
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
样灯完成及测试结果
◆组装样灯（本次设计整灯功率不大，所以没有对电源进行硅胶灌封）
装电源及E27灯头 装散热器
涂导热硅脂及固定灯板 装泡壳
◆测试结果：
光通量
(lm)
色温 (K) 显指
R9
整灯功率
(W)
功率因数
输出电流
(mA)
输出功率
(W)
电源效率
(%)
光效
（Lm/W）
650.82
2744 80.9 3 9.23 0.45 254.35 7.91 85. 7 70.55
从结果可以看出，基本达到设计要求，只有功率因数偏低。
7 / 9
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
BOM表估算
预估整灯成本为RMB13.45(USD2.17)
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
Total
8 / 9
组件
LED
铝基板
泡壳
散热器
电源外壳
电源
E27灯头
其他
供应商
天电光电
和合信
天纳大功率
天纳大功率
天纳大功率
睿达电子
天纳大功率
T=1.2mm
PC，雾状
材料/型号
3020 0.8W 2700K
数量
10
1
1
1
1
1
1
1
单位
pcs
pcs
pcs
pcs
pcs
pcs
pcs
pcs
RMB
预估价格
3.00
0.80
1.15
4.50
0.20
3.50
0.15
0.15
13.45
铝挤型材，氧化本色
PC，白色塑料
4-7W 恒流电源
E27，免焊
导热硅脂、导线、螺钉等
地址：深圳市宝安区石岩街道应人石社区文韬科技园B栋
ADD：Building B，WenTao Technological Park，Yingrenshi Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen, China
网址WEB：
电话 TEL：+86-755-86265888；传真 FAX：+86-755-27358431
结论
此次参考设计是设计一款650lm,9W的LED球泡灯；
所用LED为天电光电EMC系列 3020贴片LED 10颗（1并10串）
所用散热器套件为公模产品，铝挤型材，散热效果较好
实测LED焊点温度在82度左右，可以保证LED寿命
雾状高透光率PC泡壳，透光率达到90%以上
测试结果可以达到最初设计目标，有些参数甚至高于预设目标
整灯成本较低，基本控制在RMB14.0元以内
9 / 9