LED照明,不得不掌握的技术
时间:2023-09-25 22:54来源: 作者: 点击: 次 想做好一个产品最关键的几个部分不能不知,通俗的说就是配光、结构、电子,而配光、结构、电子用专业术语表达为:光性能、热性能、电性能。在此同时,配光显得尤为重要,不懂配光,就做不好。
光性能(配光):的光学性能主要涉及到光谱、光度和色度等方面的性能要求。根据新制定的行业标准“半导体发光二极管测试方法”,主要有发光峰值波长、光谱辐射带宽、轴向发光强度角、光通量、辐射通量、发光效率、色品坐标、相关色温、色纯度和主波长、显色指数等参数。显示用的,主要是视觉的直观效果,因此对相关显色指数不作要求,而用的白光,色温、显色指数和照度就尤为重要,它是照明气氛和效果的重要指标,而色纯度和主波长一般没有要求。
目前全球LED行业内的主流做法是在封装LED芯片形成光源或光源模组以后,在做成灯具的时候再进行配光,这样采用的是原有传统光源的做法,因为传统光源是360°发光。如果要把光导到应用端,目前飞利浦的传统灯具做到最好的一款,光损失也达到40%。而我们国内众多的LED下游厂家应用的灯具光学参数其实都是芯片或者光源的光学参数,而不是整体灯具的的光学指标参数。
现在最先进的科学方法是在芯片封装上就做配光,一次把芯片的光导出来,维持最大的光输出,这样光损率只有5%-10%。随着技术的不断改进,光损率将会越来越低,光源的光效会越来越高。同样配有这样的光源灯具无需再做配光,相对的灯具效率将会大大提高,使之更为广泛地使用到功能性照明之中,形成相当规模的市场渠道。因此一个好的LED供应商,是我们当务之急,我们没必要花高代价去研究我们的LED如何去配光为好,也不需要花很多时间和经历让工程师去用软件仿真,最简单的方法就是让LED白光供应商来配合。要知道,我们的工程师如用软件去仿真,那么必需的动作就是输入和输出。输入即前期的数据导入,输出则仿真的结果,那么要求前期的数据必须准确无误后端的仿真才能正确。
热性能(结构):照明用的LED发光效率和功率的提供是LED产业的关键之一,在此同时,LED的PN结温度及壳体散热问题显得尤为重要。PN结温与灯体温度差异越大,那么热阻越大,随之光能被转换成热能白白消耗掉,严重时LED损坏。一个好的结构工程师,不仅要考虑灯具的结构与LED的热阻,还要考虑灯具的外形是否合理、时尚、新颖,当然还有可靠性和可维护性以及实用性,即要站在设计者的角度去思考,又要站在用户的角度去考量产品…
目前上游龙企业,比如CREE已经可以做到的芯片光效可以达到130-150lm/W。但是LED结温高低直接影响到LED出光效率、器件寿命、可靠性、发射波长等。保持LED结温在允许的范围内,是大功率LED芯片制备、器件封装和器件应用等每个环节都必须重点研究的关键因素,尤其是LED器件封装和器件应用设计必须着重解决的核心问题。
现在主流的应用技术材质是用铝基板来封装,但是铝基板封装的芯片散热和光转换效率都存在技术核心瓶颈,不能有效地控制结温和稳定地维持高功率的光输出,并且应用会因为芯片光效越高,所需的铝基板面积就越大,会加大成本和应用体积,极为不便。所以如何走出此误区另辟新路是新的技术核心特点。在保持低成本和被动散热方式的前提下,利用高导热介质,通过崭新的器件/灯具整体结构,降低热阻,降低PN结结温,使PN结工作在允许工作温度内,保持最大量光子输出,其起码的要求如下:
(1)超低热阻材料,快速散热整体结构技术;
(2)高导热、抗UV封装技术;
(3)应用低环境应力结构技术;
(4)整体热阻20K/W,结温80度;
(5)LED光源照明模组工作温度控制在65℃以下。