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技术研发
 
LED照明产品技术研发现状

 

    为贯彻落实国务院“发挥科技支撑作用,促进经济平稳较快发展”的意见,2009年4月28日,中国科技部决定在天津、河北等16个省区的21个城市开展“十城万盏”半导体照明应用工程试点工作,以应用示范拉动内需、促进科技成果转化。

 

    在山东省潍坊市举行的“十城万盏”半导体照明应用工程试点工作启动仪式上,科技部部长万钢指出:半导体光源芯片效率高、寿命长,但并不意味着半导体照明系统自动地延长寿命,在系统集成方面,要研究开发适合于半导体照明的交直流变压、热传导、密封等新技术,才能实现整体跨越。其次是产业转型,新兴产业的兴起,会经历一个由小规模、高性能、高成本到大规模、高性能、低成本的过程,这是对新兴产业发展的促进,又是对传统产业的挑战。

    

     LED照明目前的技术研发现状,即瀚唯科技的主要研究内容及关键技术如下:

 

 一、电源技术

 

    开关电源是各种系统的核心部分。开关电源的需求越来越大,同时对可靠性提出了越来越高的要求。考虑到市电驱动和电网的实际情况,主电路还需解决降压、整流和安全隔离等问题。

 

    在LED驱动器设计中,必须保证电源的可靠性,在实现基本功能的同时还必须有各种相应的保护电路,以便在发生意外情况时进行保护,如低压保护、过压保护、过流保护、输出开路或短路保护等保护电路。

 

LED驱动电源要求:

(1)高可靠性

(2)高效率

(3)长寿命>50000小时

(4)高功率因数

(5)多路恒流驱动

(6)抗浪涌

(7)多重保护功能—包括过流、过压、过热等

(8)IP防护功能

(9)安规及电磁兼容

(10)小型化、轻量化、高频化

 

LED电源发展趋势:

 

 

二、二次光学设计技术

 

    在使用LED发光器件时,整个LED光源的出光效果、光强、色温的分布状况也必须进行设计,把LED光源发出的光线集中到期望的照明区域内,从而让整个照明系统能够满足设计的需要,这被称为二次光学设计,也叫二次配光设计。 

 

更柔和的出光

 

更高的透过滤

 

更低的成本

 
 

 

    使用传统光源的灯具一般是通过反射器将一个光源的光通量均匀的分配到受照面上,而大部分LED光源的辐射角分布为110~120°的郎伯分布,照在地面上的光型将会为面积较大的圆型的光斑,而光均匀度不好,束缚了其在照明灯具领域的应用。LED灯具和传统光源灯具的光学设计方式有所不同,LED灯具应尽可能利用LED的定向发射光的特性,使照明灯具中的各个LED分别直接把光线射向需要照明区域,再利用灯具的辅助光学元件配光,从而实现照明的科学综合配光。目前,进行LED的二次配光设计所使用的基本光学元件主要有透镜,微透镜阵列和反射镜等。

 

    

三、一体化散热设计技术

 

    散热是目前阻碍高亮度LED市场迅速成长的制约因素。LED在亮度上取得了很大进步,但是LED大多数电能被转化传导热。此外,对于一般照明,将需要数个LED放在一个模组中以达到所需的亮度,多个LED集中在有限的空间中造成了散热困难,LED模块温度升高,导致LED寿命降低,并加速LED的光衰老化,并影响LED驱动器等元件的效率和可靠性。因此LED灯具的散热设计是影响灯具可靠性及寿命的重要因素。

 

    整个灯具的散热设计包括了驱动电路散热和LED灯散热两部分。LED灯局部区域热量集中,且室内装修均为隐蔽工程,散热效果很差,所以造成LED芯片结温快速升高,从而室内产品可靠性普遍降低。而在航天产品中,在狭小空间内的高效散热技术是一项较为成熟及广泛应用的技术,因此在灯具设计时,可充分利用航天已有的散热技术储备,针对LED灯具的特点,采用新型散热方式与散热材料,开发新的导热处理工艺,应用于批量生产。这可以很好的解决大功率LED的散热问题,提高整体热通道及整体散热能力,降低 LED 结温以提高 LED 出光效率,减少因过热的原因导致的光衰和荧光粉遇热衰减引起的色衰,提高灯具寿命。

 

LED灯具散热设计要求:

 提高散热效率

 降低散热成本

减小体积重量

 注重外形美观

                                                        

 

LED灯具散热的目的:降低芯片结温

降低结温的途径:

 减少器件本身的热阻

良好的二次散热机构

减少器件与二次散热机构

控制额定输入功率

降低环境温度

                                     

 

     

       

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