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LED照明燈具光效突破的設計方案

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.LED芯片技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵在于基底材料和外延生長(cháng)技術(shù)?;撞牧嫌蓚鹘y的藍寶石材料、矽和碳化矽,發(fā)展到氧化鋅、氮化鎵等新材料。在短短數年內,借助于包括芯片結構、表面粗化處理和多量子阱結構設計在內的一系列技術(shù)改進(jìn),LED在光效方面實(shí)現了巨大突破。
  降低LED燈的成本
  LED芯片占據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)發(fā)展的關(guān)鍵在于基底材料和外延生長(cháng)技術(shù)?;撞牧嫌蓚鹘y的藍寶石材料、矽和碳化矽,發(fā)展到氧化鋅、氮化鎵等新材料。在短短數年內,借助于包括芯片結構、表面粗化處理和多量子阱結構設計在內的一系列技術(shù)改進(jìn),LED在光效方面實(shí)現了巨大突破。
  矽基底成本很低,技術(shù)在不斷進(jìn)步中,但目前發(fā)光效率還不滿(mǎn)意,如果保持這種發(fā)展速度,一旦達到較高水準,則矽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)濟回報。
  提高LED燈的顯色性
  在高亮度白光LED中,一小部分藍光發(fā)生斯托克斯位移后具有更長(cháng)的波長(cháng)。這是好事情,因為這使得LED燈廠(chǎng)商可以使用許多不同顏色的螢光粉層,從而擴展發(fā)射光譜,有效地提高LED的顯色指數(CRI)。采用螢光粉的白光LED獲得的高CRI是有代價(jià)的,因為斯托克斯位移會(huì )造成白光LED的效率低于單色LED的效率。不過(guò)對于大多數照明應用而言,寧愿選用高CRI而效率略低的LED燈。
  提高LED燈系統可靠性
  LED的整體效率、使用壽命和可靠性必須通過(guò)系統優(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。
  控制和驅動(dòng):使用電子電路實(shí)現LED的恒流驅動(dòng)和控制。
  熱管理:若要達到更長(cháng)的使用壽命必須控制LED節點(diǎn)溫度,散熱模型計算與新材料新工藝的運用是LED燈技術(shù)熱點(diǎn)。
  光學(xué)元件:透鏡、反射器或導光板材料是將光線(xiàn)聚焦在目標區域或分散在四周,這要根據設計需求而定。
  提高LED燈電源的效率
  不管是做限流型恒流控制的電源,還是運放控制的恒流電源,都要解決供電問(wèn)題。即開(kāi)關(guān)電源芯片工作的時(shí)候是需要一個(gè)相對穩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(lái)是方便,但高壓饋電,造成IC熱量的上升,因為IC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(guò)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(xiàn)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)。
  隨著(zhù)地球溫室氣體排放問(wèn)題日益嚴重,逼近地球自我調節的臨界點(diǎn),各國紛紛出臺相關(guān)政策,包括中國在內的世界各國政府必需刻不容緩的執行節能減排(二氧化碳),LED燈是目前最節能的綠色環(huán)保電光源,自然成為照明節能減排的主要選項,隨著(zhù)LED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,LED燈的市場(chǎng)占有率將超過(guò)50%。
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