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LED照明,不得不掌握的技術(shù)

作者: 時間:2011-08-22 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

 想做好一個產(chǎn)品最關(guān)鍵的幾個部分不能不知,通俗的說就是配光、結(jié)構(gòu)、電子,而配光、結(jié)構(gòu)、電子用專業(yè)術(shù)語表達(dá)為:光性能、熱性能、電性能。在此同時,配光顯得尤為重要,不懂配光,就做不好
  光性能(配光):的光學(xué)性能主要涉及到光譜、光度和色度等方面的性能要求。根據(jù)新制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“半導(dǎo)體發(fā)光二極管測試方法”,主要有發(fā)光峰值波長、光譜輻射帶寬、軸向發(fā)光強(qiáng)度角、光通量、輻射通量、發(fā)光效率、色品坐標(biāo)、相關(guān)色溫、色純度和主波長、顯色指數(shù)等參數(shù)。顯示用的,主要是視覺的直觀效果,因此對相關(guān)顯色指數(shù)不作要求,而用的白光,色溫、顯色指數(shù)和照度就尤為重要,它是照明氣氛和效果的重要指標(biāo),而色純度和主波長一般沒有要求。
  目前全球LED行業(yè)內(nèi)的主流做法是在封裝LED芯片形成光源或光源模組以后,在做成燈具的時候再進(jìn)行配光,這樣采用的是原有傳統(tǒng)光源的做法,因為傳統(tǒng)光源是360°發(fā)光。如果要把光導(dǎo)到應(yīng)用端,目前飛利浦的傳統(tǒng)燈具做到最好的一款,光損失也達(dá)到40%。而我們國內(nèi)眾多的LED下游廠家應(yīng)用的燈具光學(xué)參數(shù)其實都是芯片或者光源的光學(xué)參數(shù),而不是整體燈具的的光學(xué)指標(biāo)參數(shù)。
  現(xiàn)在最先進(jìn)的科學(xué)方法是在芯片封裝上就做配光,一次把芯片的光導(dǎo)出來,維持最大的光輸出,這樣光損率只有5%-10%。隨著技術(shù)的不斷改進(jìn),光損率將會越來越低,光源的光效會越來越高。同樣配有這樣的光源燈具無需再做配光,相對的燈具效率將會大大提高,使之更為廣泛地使用到功能性照明之中,形成相當(dāng)規(guī)模的市場渠道。因此一個好的LED供應(yīng)商,是我們當(dāng)務(wù)之急,我們沒必要花高代價去研究我們的LED如何去配光為好,也不需要花很多時間和經(jīng)歷讓工程師去用軟件仿真,最簡單的方法就是讓LED白光供應(yīng)商來配合。要知道,我們的工程師如用軟件去仿真,那么必需的動作就是輸入和輸出。輸入即前期的數(shù)據(jù)導(dǎo)入,輸出則仿真的結(jié)果,那么要求前期的數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確無誤后端的仿真才能正確。
  熱性能(結(jié)構(gòu)):照明用的LED發(fā)光效率和功率的提供是LED產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵之一,在此同時,LED的PN結(jié)溫度及殼體散熱問題顯得尤為重要。PN結(jié)溫與燈體溫度差異越大,那么熱阻越大,隨之光能被轉(zhuǎn)換成熱能白白消耗掉,嚴(yán)重時LED損壞。一個好的結(jié)構(gòu)工程師,不僅要考慮燈具的結(jié)構(gòu)與LED的熱阻,還要考慮燈具的外形是否合理、時尚、新穎,當(dāng)然還有可靠性和可維護(hù)性以及實用性,即要站在設(shè)計者的角度去思考,又要站在用戶的角度去考量產(chǎn)品…
  目前上游龍企業(yè),比如CREE已經(jīng)可以做到的芯片光效可以達(dá)到130-150lm/W。但是LED結(jié)溫高低直接影響到LED出光效率、器件壽命、可靠性、發(fā)射波長等。保持LED結(jié)溫在允許的范圍內(nèi),是大功率LED芯片制備、器件封裝和器件應(yīng)用等每個環(huán)節(jié)都必須重點研究的關(guān)鍵因素,尤其是LED器件封裝和器件應(yīng)用設(shè)計必須著重解決的核心問題。
  現(xiàn)在主流的應(yīng)用技術(shù)材質(zhì)是用鋁基板來封裝,但是鋁基板封裝的芯片散熱和光轉(zhuǎn)換效率都存在技術(shù)核心瓶頸,不能有效地控制結(jié)溫和穩(wěn)定地維持高功率的光輸出,并且應(yīng)用會因為芯片光效越高,所需的鋁基板面積就越大,會加大成本和應(yīng)用體積,極為不便。所以如何走出此誤區(qū)另辟新路是新的技術(shù)核心特點。在保持低成本和被動散熱方式的前提下,利用高導(dǎo)熱介質(zhì),通過嶄新的器件/燈具整體結(jié)構(gòu),降低熱阻,降低PN結(jié)結(jié)溫,使PN結(jié)工作在允許工作溫度內(nèi),保持最大量光子輸出,其起碼的要求如下:
  (1)超低熱阻材料,快速散熱整體結(jié)構(gòu)技術(shù);
  (2)高導(dǎo)熱、抗UV封裝技術(shù);
  (3)應(yīng)用低環(huán)境應(yīng)力結(jié)構(gòu)技術(shù);
  (4)整體熱阻20K/W,結(jié)溫80度;
  (5)LED光源照明模組工作溫度控制在65℃以下。


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