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LED照明灯具——LED芯片(1)

2023-11-28 17:19:48
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LED照明灯具是LED灯具的统称。随着LED技术的进一步成熟,LED将会在照明灯具设计开发领域取得更大更好的发展。21世纪的照明灯具设计将会以LED灯具设计为主流同时充分体现节能化、健康化、艺术化和人性化的照明发展趋势,成为灯光文化的主导。在新的世纪里,LED照明灯具必将成为灯具开发设计的一次伟大变革。LED照明灯具的主要组成部分是LED芯片、驱动电路板和外壳。这3种材料构成了LED照明灯具的主体,也基本决定了LED照明灯具的品质和性能。

1.LED芯片

LED芯片根据功率大小可分为小功率芯片、中功率芯片和大功率芯片,根据应用要求可分为单管级、数码级、点阵级以及装饰照明级。芯片的具体尺寸是由不同芯片生产厂家的实际生产水平所决定的,没有具体要求。只要工艺过关,能提高单位产出并降低成本即可。各LED芯片的光电性能并不会发生根本变化,芯片的单位电流密度差不多。10密耳芯片使用的电流是20mA,40密耳芯片使用的电流在理论上可以提高16倍,即320mA,但考虑到大电流下的散热问题,所以大芯片的发光效率比小芯片低。另一方面由于面积增大,芯片的体电阻会降低,所以正向导通电压会有所降低。

LED光源的发光亮度是由LED裸芯亮度和灯体封装外形决定的,工作寿命是由LED芯片工作环境和品质决定的。现在照明灯具所用的LED芯片标准尺寸一般为:红光、黄光为12密耳,蓝光、绿光为14密耳,也有用8~10密耳芯片的。不同尺寸的芯片发光亮度可以样,但其工作寿命完全不一样,单位面积芯片的电流密度越大,其工作寿命越短,这也是同样亮度LED价格不一样的原因。

大功率LED的额定工作电流有350mA、500mA、700mA、1000A、1500mA等几个等级。在采用同样技术的条件下,单个LED功率愈大,光效愈低,但可减少灯具数量,有利于节省投资;单个LED功率愈小,光效愈大,但每个灯具内需要的LED数量增加,灯体尺寸增大,增加了光学透镜的技术难度,对配光曲线有不利影响。在综合考虑技术、经济成本、产品成熟的程度与实际使用经验等因素的基础上,应选择单个额定工作电流为350mA,即功率为1W的LED。

350mA的LED的峰值电流有500mA和700mA两个系列。峰值电流为700mA的产品较新,价格较高。不同LED系列产品的光通量不同。考虑到价格与产品的成熟程度,应选择在额定工作电流下,红光、绿光、蓝光LED的光通量分别为35lm、60lm、15lm大功率LED的主波长是决定其发光颜色的主要参数,选择正确与否会对场景效果产生影响。可选择LED的主波长为:红光,622~629mm;绿光,520~525m;蓝光,465~470m半波长宽度与色纯度两个参数实际上表示LED的同一个光学性能。LED的半波长宽度选择如下:红光,20~25m;绿光,35~40m;蓝光,25~30m。LED的色纯度选择如下:红光,≥97%;绿光,≥75%;蓝光,≥95%

大功率LED芯片允许工作结温愈高,产品性能愈好,价格愈高。综合考虑产品成熟程度与价格因素,LED芯片允许工作结温应大于125℃。

大功率LED的***高工作壳温是针对封装技术要求的一个参数,***高工作壳温愈低,对封装散热的要求愈高,表明封装散热技术愈好。大功率LED光源的热阻参数直接反映了封装技术水平。散热技术愈好,热阻愈低,光衰愈小,灯的寿命愈长。可选择PN结至封装底座的热阻为:红光,≤12℃W;绿光和蓝光,≤10℃/W。大功率LED的理论寿命为10000但现在国际上实际能达到的是5000,即使用5000后光衰不超过30%,光通量仍能保持初始值的70%。

照明用LED光源的v电压都很低,一般V=275~3.8V,F为15~1400mA。LED灯具使用的LED光源有小功率(l=15~20mA)和大功率(l=>200mA)两种,小功率LED多用来制作LED日光灯、装饰灯、格栅灯,大功率LED多用来制作家庭照明灯、射灯、水底灯、洗墙灯、路灯、隧道灯、汽车工作灯等。功率LED光源是低电压、大电流驱动型器件,其发光强度由流过的电流大小决定,电流过大会引起LED产生光衰,电流过小会影响LED的发光强度。因此,需要提供恒流电源驱动LED,以保证大功率LED使用的安全性,同时达到理想的发光强度。在LED照明领域,要体现出节能和长寿命的特点,选择好LED驱动C至关重要,没有好的驱动IC的匹配,LED照明的优势将无法体现

(未完待续……)

附件2:鸟瞰亮化效果图.jpg