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研发照明用LED的技术关键

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研发照明用LED的技术关键

发布日期:2015-07-16 00:00 来源:http://www.szxc.cc 点击:

 LED照明目前还只能用于一些特殊场合。广泛使用的照明光源应该是白光LED,而目前国内外已研制成的白光LED光效还不够高,功率也不够大,价格较贵。如果要求全面取代目前普遍使用的白炽灯或荧光灯,尚有一些技术上的难题需研究解决。
  (1)首先是发光效率问题。提高LED的发光效率最主要的方法是改进半导体发光材料与LED芯片的结构和制造工艺。由于这部分工作需要扎实的理论研究基础和先进的半导体工艺设备,开展这方面研究工作不太容易。
  (2)高功率问题。作为照明,单个LED输出的光通量必须足够大,欲加大LED的光通量,首先必须注入足够的电功率。但LED芯片的温升不能过高,否则各项性能特别是使用寿命会受到很大的影响。显然,设计较大输入功率的LED器件和灯具,除需用面积较大的芯片外,还必须有良好的散热结构。现在国外一些著名公司已设计研制了一些特殊的LED器件结构,并已获得了较好的效果。
  (3)由于通常的LED发出的光相对集中于一个较小的立体角范围内,一般灯具中的反射器就不再是必要的光学组件,而往往用透镜作为准直光学组件。例如,用凸透镜或菲涅耳透镜产生平行光束。然后,用枕形透镜、楔形棱镜等使光束重新扩散、偏折产生满足各种照明灯标准要求的光分布。这就要求对LED照明灯的灯具进行独特的二次光学系统设计。
  (4)由于LED照明需由多个LED管组成,其参数离散性也是一个技术问题。除了通过预选、分类,尽量保证一致性以外,还必须设计合理的灯具结构(包括LED的排列和位置布局)和研究合适的驱动电路,防止偶尔产生的能量集中而烧毁部分LED。
  (5)此外,由于多个LED组成一只照明灯具时,免不了对LED进行并联、串联。而在使用过程中只要有一个LED短路或开路,都将会导致整小片或整条LED熄灭,影响照明效果。为此,必须研究简单而廉价的保护电路,使这种不良影响降至最低限度。
  (6)鉴于LED对散热条件的要求较高,如果管芯结温超过标准限定值,将导致不可恢复性光强衰减。因此,除使用时要有足够的散热措施外、还必须有合理的电路设计和电路布局,尽量使LED保持良好的工作状态,充分发挥它的长寿命优点。

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