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多芯片集成大功率白光LED照明光源

    作者:宏拓新软件
    发布日期:2008-10-27         
阅读:56     
 
 

摘 要:通过对自行设计的集成功率型1W白光LED进行测试,发现当持续点亮900h时,其光通量衰减只有12%,比传统支架型封装的白光LED明显慢,而色温飘移也不明显。1W白光LED的色温可以覆盖2700~13000K,并且显色指数均可做到80以上,完全能够满足普通照明对光性能指标的要求。通过对多颗小功率芯片(60mW)进行不同的串并联组合,可以实现不同的额定电压与电流,可以更好地匹配驱动器的设计,提高整体发光效能,降低成本,并满足不同场合的需求。最后给出了3个典型LED驱动设计实例。

关键词:白光LED 集成功率型 光品质 老化 驱动电路

1 引 言

实现白光LED的方法有多种,目前在技术上最成熟的一种是在蓝光芯片上涂敷发黄光和(或)发红光的荧光粉,通过蓝光与黄(红)光的混合,实现不同色温和显色指数的白光LED。大功率白光LED的实现方法主要有两种,一是直接封装大功率LED芯片,典型的以Lumileds公司为代表,1 W 和3 w 大功率白光LED已经上市;二是通过封装多个小功率芯片组合成大功率。目前第二种方法比较适合我国国情,因为大功率芯片到目前为止还没有国产化,从国外或台湾进口,价格很高,而小功率芯片国内货源充足,组合成同样的功率,其价格相对较低。除此之外,多芯片集成型白光LED还有独特的优势:通过不同的串并联组合,可以实现各种不同的额定电压和电流,更好地适应驱动器设计,提高整体发光效能,降低成本;单位面积的芯片数可多可少,可以封装成各种不同的点和面光源。主要缺点是体积偏大,由于多
点发光,二次光学设计的难度加大。

基于多芯片集成的大功率白光LED,国内已有几家公司在研究开发,部分产品已经上市。本文在大量试验研究的基础上,主要针对集成功率型白光LED的老化特性、光品质以及相关驱动技术进行具体阐述。

2 多芯片集成型大功率LED 的老化特性

白光LED进入普通照明领域,关键取决于3个因素,一是价格,二是光效,三是寿命。白炽灯虽然发光效率低、寿命短,但价格非常便宜,而且由于其色温低、显色指数好,仍然具有市场竞争力。荧光灯价格稍高、发光效率高、寿命也较长,缺点是含有重金属,不利于环保。白光LED被认为是绿色照明光源,通过芯片与荧光粉的最佳匹配,可以实现不同色温和显色指数要求,而且是固体发光,体积小。但是目前的LED芯片和封装水平、发光效率虽比白炽灯高,但与荧光灯比,还相差很远,价格比荧光灯还高出许多。白光LED的寿命也没有想象的好,虽然封装与散热条件不同,但均只有几千小时。

研究发现,白光LED的光衰特性与环境温度和散热条件密切相关。降低PN结至支架(或基板)的热阻,以及创造良好的散热条件是提高LED寿命的关键技术之一

 

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