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決定LED燈的技術(shù)發(fā)展方向的五要素

作者: 時(shí)間:2012-08-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

隨著地球溫室氣體排放問題日益嚴(yán)重,逼近地球自我調(diào)節(jié)的臨界點(diǎn),各國紛紛出臺相關(guān)政策,包括我國在內(nèi)的世界各國政府必需刻不容緩的執(zhí)行節(jié)能減排(二氧化碳),燈是目前最節(jié)能的綠色環(huán)保電光源,自然成為照明節(jié)能減排的主要選項(xiàng),隨著燈成本與價(jià)格的逐漸降低,其普及的速度也在加快,在2020年以前,的市場占有率將超過50%。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/200179.htm

降低LED燈的成本

LED芯片占據(jù)LED燈成本的主要部分,因而降低LED的成本的主要途徑就是降低LED芯片的成本。

LED芯片技術(shù)的關(guān)鍵在于基底材料和外延生長技術(shù)?;撞牧嫌蓚鹘y(tǒng)的藍(lán)寶石材料、硅和碳化硅,到氧化鋅、氮化鎵等新材料。在短短數(shù)年內(nèi),借助于包括芯片結(jié)構(gòu)、表面粗化處理和多量子阱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在內(nèi)的一系列技術(shù)改進(jìn),LED在光效方面實(shí)現(xiàn)了巨大突破。

硅基底成本很低,技術(shù)在不斷進(jìn)步中,但目前發(fā)光效率還不滿意,如果保持這種速度,一旦達(dá)到較高水平,則硅基底成為最主要的技術(shù)方案成為必然的選擇,企業(yè)也將獲得巨大的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

提高LED燈的光效

提高光效還可以從提高有效光線的比例入手。薄膜芯片技術(shù)能夠減少各側(cè)面的光輸出損耗,借助底部的反射面使97%以上的光線從正面輸出,使得電能轉(zhuǎn)換得到的光線絕大部分都是有效光線,不但顯著提高LED的光效,還為透鏡設(shè)計(jì)創(chuàng)造了優(yōu)越的便利條件。薄膜芯片技術(shù)是目前超亮LED芯片生產(chǎn)中的核心技術(shù)。

提高LED燈的顯色性

在高亮度白光LED中,一小部分藍(lán)光發(fā)生斯托克斯位移后具有更長的波長。這是好事情,因?yàn)檫@使得LED燈廠商可以使用許多不同顏色的熒光粉層,從而擴(kuò)展發(fā)射光譜,有效地提高LED的顯色指數(shù)(CRI)。采用熒光粉的白光LED獲得的高CRI是有代價(jià)的,因?yàn)樗雇锌怂刮灰茣斐砂坠釲ED的效率低于單色LED的效率。不過對于大多數(shù)照明應(yīng)用而言,寧愿選用高CRI而效率略低的LED燈。

提高LED燈電源的效率

不管是做限流型恒流控制的電源,還是運(yùn)放控制的恒流電源,都要解決供電問題。即開關(guān)電源芯片工作的時(shí)候是需要一個(gè)相對穩(wěn)定的直流電壓為其芯片供電的,芯片的工作電流從一個(gè)MA到幾個(gè)MA不等。象FSD200,NCP1012,和HV9910,此種芯片是高壓自饋電的,用起來是方便,但高壓饋電,造成IC熱量的上升,因?yàn)镮C要承受約300V的直流電,只要稍有一點(diǎn)電流,就算一個(gè)MA,也有零點(diǎn)三瓦的損壞耗了。一般LED電源不過十瓦左右,損失零點(diǎn)幾瓦一下就可以將電源的效率拉下幾個(gè)點(diǎn)。典型的象QX9910。,用電阻下拉取電,這樣,損耗就在電阻上,大約也得損失它零點(diǎn)幾瓦吧。還有就是磁耦合,就是用變壓器,在主功率線圈上加一個(gè)繞組,就象反激電源的輔助繞組一樣,這樣可以避免損掉這零點(diǎn)幾瓦的功率。這也是為什么不隔離電源還要用變壓器的原因之一,就是為了避免損失那零點(diǎn)幾瓦的功率,將效率提幾個(gè)點(diǎn)。

提高LED燈系統(tǒng)可靠性

LED的整體效率、使用壽命和可靠性必須通過系統(tǒng)優(yōu)化才能得以提升。

光源:緊湊、高效,選擇合適的顏色和輸出功率。

控制和驅(qū)動:使用電子電路實(shí)現(xiàn)LED的恒流驅(qū)動和控制。

熱管理:若要達(dá)到更長的使用壽命必須控制LED節(jié)點(diǎn)溫度,散熱模型計(jì)算與新材料新工藝的運(yùn)用是LED燈技術(shù)熱點(diǎn)。

光學(xué)元件:透鏡、反射器或?qū)Ч獍宀牧鲜菍⒐饩€聚焦在目標(biāo)區(qū)域或分散在四周,這要根據(jù)設(shè)計(jì)需求而定。

隨著LED技術(shù)的快速發(fā)展以及LED光效的逐步提高,LED燈的應(yīng)用將越來越廣泛。特別是隨著全球性能源短缺問題的日益嚴(yán)重,LED燈將是取代白熾燈、鎢絲燈和熒光燈的必然選擇。此外,在室內(nèi)燈具設(shè)計(jì)方面,LED將趨向智能化、多樣化和藝術(shù)化。

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