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提高LED灯具的寿命以及高亮度关键技术
[2012/10/19 14:11:00]   来源:中国之光网   编辑:zhaomingr   评论0
摘要:LED作为现在蓬勃发展的朝阳产业,引起了很大的关注和市场反应。如何让LED照明灯具使用寿命及亮度达到让使用都满意的标准,是一个有相当意义的题目!LED照明灯具要保持长寿命及高亮度,究竟该怎么办呢? 据文献介绍,......

  LED作为现在蓬勃发展的朝阳产业,引起了很大的关注和市场反应。如何让LED照明灯具使用寿命及亮度达到让使用都满意的标准,是一个有相当意义的题目!LED照明灯具要保持长寿命及高亮度,究竟该怎么办呢?


  据文献介绍,LED的寿命可达5万小时,其次高光效和全彩色显示等特点吸引着设计师的注意,并因具有突破传统光源的照明方式而为整个灯具批发市场带来了新的市场前景机遇。然而LED光源并非像大多时候宣传和描述的完美,还存在多种待解决的问题和面临的挑战。尤其是当设计以LED为光源的高性能灯具时,就需要考量光学设计,散热设计和驱动设计多方面间的配合才能完全地发挥出LED自身发光的优势和特点。下面将从LED灯具的散热、电源、LED光源、驱动器四个方面详细介绍如何提高LED灯具寿命以及亮度。


  散热


  由于LED的PN结温度无法测量,因此温度反馈是利用热阻采集散热器上的温度信息代替PN结的温度作为系统反馈信号。温度作为反馈信号这种控制方式存在的问题就是,由于不知道LED光通和波长与温度之间的关系,因此无法实现精确控制。另外这种控制方法也不易对LED光输出随寿命变化而衰减进行修正。


  将红外线辐射散热引入并应用于日光灯管,是提高灯管使用寿命的重要手段。在散热考虑中,我们将LED光源灯珠的散热及电源的散热分开来,互不干扰,从而保证散热的合理性。热传导的途径有三种,对流、传导及辐射。在封闭的环境中,对流及传导实现的可能较小,而通过辐射将热散发出来,是日光灯管考虑的重点。


  电源


  LED半导体材料的特性决定其受环境影响较大,譬如温度变化升高,LED的电流会增加,电压的增加,LED的电流也会增加。长期超过额定电流工作,会大大缩短LED的灯珠使用寿命。而LED恒流就是在温度和电压等环境因素变化时,确保其工作电流值不变。因此LED灯具电源首要的要求是效率高,效率高的产品,发热就低则稳定性就必然高。通常在电源部分有用隔离及非隔离两种方案,隔离的体积偏大,效率较低,在使用中,安装方面都会产生很多问题,不如非隔离产品的市场前景大。


  LED光源


  采用台湾琉明斯的专利结构的LED光源,其芯片放置于接脚上,热能过银脚直接将芯片节点所产生的热带出来,同传统的直插产品,及传统的贴片产品在散热方面有质的不同,芯片的节点温度不会产生累积,从而保证了光源灯珠的良好使用性,保证光源灯珠的长寿命,低光衰。传统贴片产品,虽能通过芯片的金线联接正负极,同时也是让芯片产生的热能过金线连接至银脚,热与电的传导均是由金钱传导的,热的积累时间长了会直接影响LED日光灯管的寿命。


  驱动器


  LED灯具突出优势在于寿命比其他材质灯饰长,仍以飞利浦芯片LXK2-PW14-T00-Lumileds为例,其芯片资料表明在1A电流下可维持50000小时的寿命,光通量维持率为70%,远高于传统光源的寿命。一般白炽灯的寿命在2000小时左右,荧光灯一般寿命为20000小时,HID灯一般在10000~24000小时。LED芯片的寿命优势毋庸置疑,但在实际工程应用当中,仍会发生LED灯具使用一年即损坏的现象,据有关数据统计,户外大功率LED照明90%以上的低于预期寿命的失效都是由驱动失效而引起的。因此作为照明灯具的整体,驱动电路的寿命也是不可忽略的因素。

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