LED作為現(xiàn)在蓬勃發(fā)展的朝陽產(chǎn)業(yè),引起了很大的關(guān)注和市場反應。如何讓LED照明燈具使用壽命及亮度達到讓使用都滿意的標準,是一個有相當意義的題目!LED照明燈具要保持長壽命及高亮度,究竟該怎么辦呢?
據(jù)文獻介紹,LED的壽命可達5萬小時,其次高光效和全彩色顯示等特點吸引著設(shè)計師的注意,并因具有突破傳統(tǒng)光源的照明方式而為整個燈具批發(fā)市場帶來了新的市場前景機遇。然而LED光源并非像大多時候宣傳和描述的完美,還存在多種待解決的問題和面臨的挑戰(zhàn)。尤其是當設(shè)計以LED為光源的高性能燈具時,就需要考量光學設(shè)計,散熱設(shè)計和驅(qū)動設(shè)計多方面間的配合才能完全地發(fā)揮出LED自身發(fā)光的優(yōu)勢和特點。下面將從LED燈具的散熱、電源、LED光源、驅(qū)動器四個方面詳細介紹如何提高LED燈具壽命以及亮度。
散熱
由于LED的PN結(jié)溫度無法測量,因此溫度反饋是利用熱阻采集散熱器上的溫度信息代替PN結(jié)的溫度作為系統(tǒng)反饋信號。溫度作為反饋信號這種控制方式存在的問題就是,由于不知道 LED光通和波長與溫度之間的關(guān)系,因此無法實現(xiàn)精確控制。另外這種控制方法也不易對LED光輸出隨壽命變化而衰減進行修正。
將紅外線輻射散熱引入并應用于日光燈管,是提高燈管使用壽命的重要手段。在散熱考慮中,我們將LED光源燈珠的散熱及電源的散熱分開來,互不干擾,從而保證散熱的合理性。熱傳導的途徑有三種,對流、傳導及輻射。在封閉的環(huán)境中,對流及傳導實現(xiàn)的可能較小,而通過輻射將熱散發(fā)出來,是日光燈管考慮的重點。
電源
LED半導體材料的特性決定其受環(huán)境影響較大,譬如溫度變化升高,LED的電流會增加,電壓的增加,LED的電流也會增加。長期超過額定電流工作,會大大縮短LED的燈珠使用壽命。而LED恒流就是在溫度和電壓等環(huán)境因素變化時,確保其工作電流值不變。因此LED燈具電源首要的要求是效率高,效率高的產(chǎn)品,發(fā)熱就低則穩(wěn)定性就必然高。通常在電源部分有用隔離及非隔離兩種方案,隔離的體積偏大,效率較低,在使用中,安裝方面都會產(chǎn)生很多問題,不如非隔離產(chǎn)品的市場前景大。
LED光源
采用臺灣琉明斯的專利結(jié)構(gòu)的 LED光源,其芯片放置于接腳上,熱能過銀腳直接將芯片節(jié)點所產(chǎn)生的熱帶出來,同傳統(tǒng)的直插產(chǎn)品,及傳統(tǒng)的貼片產(chǎn)品在散熱方面有質(zhì)的不同,芯片的節(jié)點溫度不會產(chǎn)生累積,從而保證了光源燈珠的良好使用性,保證光源燈珠的長壽命,低光衰。傳統(tǒng)貼片產(chǎn)品,雖能通過芯片的金線聯(lián)接正負極,同時也是讓芯片產(chǎn)生的熱能過金線連接至銀腳,熱與電的傳導均是由金錢傳導的,熱的積累時間長了會直接影響LED日光燈管的壽命。
驅(qū)動器
LED燈具突出優(yōu)勢在于壽命比其他材質(zhì)燈飾長,仍以飛利浦芯片LXK2-PW14-T00-Lumileds為例,其芯片資料表明在1A電流下可維持50000 小時的壽命,光通量維持率為70%,遠高于傳統(tǒng)光源的壽命。一般白熾燈的壽命在2000小時左右,熒光燈一般壽命為20000小時,HID燈一般在 10000~24000小時。LED芯片的壽命優(yōu)勢毋庸置疑,但在實際工程應用當中,仍會發(fā)生LED燈具使用一年即損壞的現(xiàn)象,據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,戶外大功率LED照明90%以上的低于預期壽命的失效都是由驅(qū)動失效而引起的。因此作為照明燈具的整體,驅(qū)動電路的壽命也是不可忽略的因素。