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高亮度LED的結(jié)構(gòu)特性及應(yīng)用分析

  • 發(fā)布日期:2009-10-28 瀏覽次數(shù)547

     雖然led是電流器件——高亮度led也不例外,但汽車尾燈、剎車、轉(zhuǎn)向信號(hào)照明等應(yīng)用場(chǎng)合仍能受益于電壓驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)?!?/P>

     當(dāng)效率更高的LED可供使用時(shí),零售店和住宅的LED室內(nèi)照明將可能很快出現(xiàn)。led制造商們只是剛剛開始解決高色溫光源問(wèn)題。
                         
     由于高亮度LED制造工藝、器件設(shè)計(jì)、組裝技術(shù)三方面的進(jìn)展,led發(fā)光器的性能一直在提高,其成本一直在降低,性能提高和成本降低的速度都令人難忘。PN結(jié)設(shè)計(jì)、再輻射磷光體和透鏡結(jié)構(gòu)都有助于提高效率,因此也有助于提高可獲得的光輸出。就高輸出白光LED而言,寬光譜性能的提高使人對(duì)普通照明用的低維護(hù)高能效光源抱有希望。照明工程師社區(qū)

     雖然實(shí)現(xiàn)可與標(biāo)準(zhǔn)熒光燈媲美的LED效率還需要一段時(shí)間,但led燈也是比較環(huán)保的產(chǎn)品,因?yàn)樗c熒光燈不一樣,不使用水銀。

     固態(tài)照明在成分和工作效率方面的環(huán)保優(yōu)勢(shì)目前并不是主要的市場(chǎng)推動(dòng)因素,但確實(shí)使這種技術(shù)及其供應(yīng)商有了良好的形象。

     與此同時(shí),在各種領(lǐng)域工作的OEM設(shè)計(jì)師和推銷人員一直在擴(kuò)大固態(tài)照明的實(shí)際應(yīng)用范圍,并一直密切注視著市場(chǎng)的接受程度。然而,最終用戶在固體照明設(shè)備壽命內(nèi)的成本利益體驗(yàn)各不相同,這與傳統(tǒng)照明設(shè)備大相徑庭。這個(gè)事實(shí)使市場(chǎng)的價(jià)值觀變復(fù)雜化。與鎢絲燈泡和熒光燈泡相比,高亮度LED的使用成本和維護(hù)成本低得多,這就可以抵消LED較高的初始成本。盡管以上論述也許是很吸引人的,但卻令其在“價(jià)格第一,其它第二”思想傾向支配的消費(fèi)市場(chǎng)上造成很大的推銷難度。

  燈夾具制造商歷來(lái)在各自設(shè)計(jì)中不考慮燈泡的熱管理,只是提供足夠?qū)α鱽?lái)確保鎢絲燈的高工作溫度不會(huì)帶來(lái)周圍材料失火危險(xiǎn)或夾具操作者灼傷危險(xiǎn)。這一事實(shí)使高輸出固態(tài)照明設(shè)備的大批量生產(chǎn)復(fù)雜化。然而,如果最終的設(shè)計(jì)是要使LED的光輸出和工作壽命最佳,則高亮度LED的夾具就需要一定的熱設(shè)計(jì)。

  因此,雖然不會(huì)很快看到高亮度LED把傳統(tǒng)鎢絲燈或熒光燈從五金店和家庭中心貨架上擠出去,但這些器件正在打入汽車、交通控制、外部標(biāo)志等市場(chǎng)段,因?yàn)樵谒羞@些領(lǐng)域,燈的高效率和長(zhǎng)壽命會(huì)增加顯而易見的價(jià)值。

  高亮度LED斬露頭角


  實(shí)際上,很少聽到有人在同一句話中使用“早期采用者”和“汽車市場(chǎng)段”兩個(gè)短語(yǔ)。一些人也許會(huì)斷言,這種并置會(huì)在矛盾修飾法中大行其道。然而,高亮度LED給汽車制造商帶來(lái)了幾個(gè)引人注目的特性,而且,雖然這種應(yīng)用比較新,但它們的基本特性多數(shù)來(lái)源于制造LED指示器——比它們老得多并且已得到了很好證明的類似產(chǎn)品——的相同原理和類似工藝。
                         
   LED汽車尾燈、轉(zhuǎn)向信號(hào)燈、工作燈、剎車燈可克服鎢絲白熾燈固有的幾大缺點(diǎn)。汽車常常受到的中等程度沖擊和震動(dòng)會(huì)縮短燈絲壽命。同樣,由燈絲電阻正溫度系數(shù)引起的瞬間浪涌電流會(huì)加速燈泡的毀壞。熱循環(huán)——?jiǎng)x車燈工作的一個(gè)重要特性,往往會(huì)縮短白熾燈壽命。
                         
   白熾燈泡的瞬間浪涌電流也使電路保護(hù)和故障檢測(cè)的任務(wù)變復(fù)雜化。汽車制造商必須把保險(xiǎn)絲額定值和故障檢測(cè)閾值設(shè)定到足夠大的電流值,才能適應(yīng)浪涌電流幅值和持續(xù)時(shí)間,而不會(huì)發(fā)生保險(xiǎn)絲燒斷故障或不會(huì)檢測(cè)到假故障。
                         
   相比之下,在汽車遭受典型振幅和頻率范圍內(nèi)的沖擊和震動(dòng)的情況下,LED結(jié)構(gòu)比燈絲更牢固耐用。LGD結(jié)構(gòu)的重量輕和尺寸小,從而可減少?zèng)_擊和震動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械力矩。LED尺寸小,還使汽車設(shè)計(jì)師能夠把照明燈設(shè)計(jì)得體積較小,并將其設(shè)計(jì)成更符合汽車總體設(shè)計(jì)的要求。例如,一些汽車不是把CHMSL(中間高位剎車燈)模塊安裝在后蓋板上,而是利用LED所需體積小這一點(diǎn),把該功能包含在后備箱蓋中。

  汽車尾燈照明與控制系統(tǒng)提出了幾個(gè)有趣的問(wèn)題,這些問(wèn)題也會(huì)出現(xiàn)在控制器件和被控制器件彼此相距很遠(yuǎn)的其它系統(tǒng)中。LED本質(zhì)上是電流器件。電子空穴對(duì)在場(chǎng)致發(fā)光化合物內(nèi)復(fù)合,并且在復(fù)合時(shí)發(fā)射光子。電流的增大會(huì)相應(yīng)提高復(fù)合速度和光通量輸出。這一過(guò)程的效率不是100%(幾乎達(dá)不到100%),因此電流的增大還會(huì)通過(guò)1-h功耗增加器件的自熱。除非工作條件惡劣,否則LED一般不會(huì)像鎢絲燈那樣發(fā)生災(zāi)難性故障,但卻往往會(huì)因老化而變暗。很多器件設(shè)計(jì)師把LED的壽命終止定義為光輸出降至初始值50%的時(shí)間。過(guò)流和過(guò)熱條件會(huì)加快LED壽命終止,因此多數(shù)器件制造商建議OEM仔細(xì)控制LED的能源。
                         
    這些特性暗示,為了達(dá)到LED在汽車CHMSL或尾燈組件中的11年預(yù)期壽命,汽車車體控制

 

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