发光二极管灯泡的卖点是凉,跟灯丝灯比也确实如此:电更多变成了光,更少变成红外线。但「凉」不等于「没有热」。发光片是一小块半导体结,它产生的那点热集中在一个极小的体积里,又没有顺手的出路,只能一层一层导出去,最后交给房间里的空气。把这条路追一遍,几乎就明白了一只灯泡为什么能用好几年、另一只一季就暗了。
它也解释了一件把死灯泡拆开的人常觉得意外的事:那些小小的发光方块通常还好好的。坏掉的是驱动器——灯颈里那一小坨把市电变成低压稳定电流的电路。发光片是产品里看得见的部分,驱动器才是日子过得最苦的部分。
热是导出去的,不是跟着光跑掉的
灯丝灯把热当红外线从玻璃里辐射出去。发光片不行。热靠传导走:芯片、焊点、金属基板、贴合面、铝壳或导热塑料外壳,最后由空气对流带走。这条链上每一个界面都可能留出缝、窝进空气、或者导热膏没抹匀,每一处都加一点热阻。芯片再好,只要往下两步有零点一毫米没贴实,照样跑得烫。这里的热设计,是在一个本该长得像灯泡的零件里,把热往下、往外搬。
所以灯泡外壳不只是壳。下半段那些棱和微微的收分是散热器,只是它同时还得拧进灯座、不能挡光。散热设计在这儿,成了跟一个借来的形状谈判。
驱动器坐在最糟的位置
市电得变成受控的直流,这活需要一批元件,其中电容对温度的敏感程度远高于发光片。它们被塞进灯颈,正好在螺口上方、散热器下方——整只灯泡里最热也最挤的一块地。
电子行业有条很老的经验规律:电解电容长期工作温度每升约十摄氏度,预期寿命大致减半。具体数字随元件和工况变,方向却靠得住。于是让底座那点热早些散走,对寿命的改善,往往比同等幅度去改进芯片还大。灯泡坏在它最薄弱的热环节上,而这个环节,通常是盒子上压根没提的那个元件。
慢慢变暗是一种症状
发光片长期在高温下工作,光输出会慢慢下降,颜色也可能偏一点。人察觉到的就是「这灯不如以前亮了」。这种缓慢衰减,和一开就闪、或者干脆点不亮是两回事,后者多半指向驱动器,或者指向一支本来就没打算跟它配套的调光开关。
灯具跟灯泡一样要紧。密封的装饰灯罩把散热器指望的那点空气闷住了;嵌进吊顶的筒灯能把灯颈烤着;灯口朝上装,暖空气就聚在驱动器那一头。标称能用在开放空气的灯泡,塞进一只封闭玻璃罩里,寿命可能完全是另一回事。那个标称说的是一种测试条件,不是它日后会待过的每一个柜子。
它为什么还长得像老灯泡
梨形外壳和螺口,是从一个「真空里烧一根发亮的丝」的物件继承下来的。这份遗产把灯颈的直径、触点的位置,以及留给驱动器和散热器的体积全定死了。今天的电子元件得塞进一个一百多年前为完全不同的热问题挑出来的轮廓里。中山古镇一带的灯饰产区,大量设计工作本质上就是在跟这个约束谈条件。
乳白罩是同一份遗产的一部分。发光片是极小极亮的点,没人愿意让一屋子被看得见的亮点照着,于是用带散射粒子的塑料或玻璃罩把它摊成一片面光——这会损失一点光,也给热的故事多加一个塑料件。关着灯时你看见的那层白,是一件光学元件,不是漆。
色温同样是一层表面的事。暖白和冷白常常用的是几乎一样的发光片,只是荧光粉配方不同,把一部分蓝光转成长波。所以「暖」不是另一种光源,是盖在同一颗芯片上的另一种涂层。这也说明为什么两只印着同样参数的灯泡并排看仍会略有差别:涂层是一层造出来的化学层,它自己有公差。
在店里怎么读一只灯泡
先别看瓦数。瓦数说的是进去多少,流明说的才是出来多少光。然后看外壳下半段:是真金属,还是拇指一按就动的薄壳?看乳白罩是不是单独、装得匀的一件,有没有哪道缝或出气口正好会被封闭灯罩盖住。盒子上若印着很长的寿命,记住那说的是整只灯泡——而整只灯泡,好不过灯颈里那一小坨电路。
发光二极管灯泡是穿着旧形状的新器件,摸着凉,失效却仍是热造成的。发光是容易的那一半;把几瓦热从一个螺口里搬出去,才是难的那一半。