专家答疑:散热VS驱动,如何应对LED路灯商用化两大挑战?
上网时间: 2010年01月28日? 我来评论 【字号: 大 ?中 ?小】
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网友“恣意纵横”:LED抗浪涌的能力比较差,特别是抗反向电压能力。加强这方面的保护很重要。由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED路灯的损坏。LED驱动电源如何抑制这些浪涌?
茅于海教授:LED路灯有两种,一种是太阳能或风光互补供电,还有一种是市电供电。对于前者来说,基本上不存在有浪涌问题,除非雷直接打到灯杆上,那就玉石俱焚,没有任何东西可以保护,但是这种概率非常之低,完全可以不用考虑。而对于后者来说,的确存在浪涌问题。这其中又可以分为两种情况,采用非隔离型电源,或者隔离型电源。对于前者来说,浪涌有可能直接加到LED上,而引起LED的损坏。但对于隔离型的电源,因为中间有隔离变压器,浪涌的影响就可以减小很多。而且,通常在电源的输入端都加上压敏电阻加以保护,也可以减小很多损坏LED的机会。
网友“守候月光”:LED光源存在哪些缺点,有哪些技术问题?急需解决的问题或攻破的难关是什么?
茅于海教授:目前,LED作为新型电光源来说,最大的问题有如下几个:
1.发光效率低。其实LED发光效率比现有的很多电光源(例如白炽灯)的效率都高,但为什么还要把这个问题作为一个缺点提出来呢?这是因为其它的电光源,作为无效耗电的部分大多以热辐射的形式发出来,而且发光材料本身就是可以耐高温的(例如钨丝),所以不存在散热问题。而LED本身的发光效率目前只有30%左右,其它的都以热能形式存在芯片内部需要传导出来。如果不能传导出来,就会导致芯片的结温升高,而使其光衰加大,寿命缩短。当然随着LED技术的进步,发光效率的逐步提高,这个问题将不成为问题。但是,至少目前来说,散热是一个必须很好解决的一个大问题。
2.价格高。作为老百姓能够接受的价格来说,LED离开可大面积普及的距离还很远。目前和同样发光效率的节能灯来比,价钱大约高3-5倍。降低价格的关键除了长远来提高其发光效率以外,目前的关键是要国内的公司掌握核心技术。目前国内的大多数生产LED的厂家都是采用国外进口的芯片进行封装。少数能够生产芯片的厂商,往往发光效率不高,导热差,光衰严重。所以如何掌握高性能的LED芯片,掌握高质量的芯片封装,也是改善其导热。
网友“1133”:不同的LED驱动IC该怎么选择?
茅于海教授:这个问题说来话长,而且不是三言两语能够说清楚的,只能简单说一下。1.首先按照你的LED灯具的功率来选择,不同的IC有不同的输出功率范围。2.即使同样的功率,可以是不同的电压和电流的乘积,所以还要根据你的LED的具体连接方法来定,例如串联的LED很多,就要求能够输出高电压的;LED的电流很大,就要求能够输出大电流的。但是有时候LED的连接方式也要考虑到驱动IC的可能来进行调整。3.要根据输入电压和输出电压的关系来选择是升压型的还是降压型的IC,不过有的IC采用不同的外围电路,既可以做成升压型的也可以做成降压型的。PAM2842就是这样。4.假如输入是交流电,那么就要选用专门为交流电而设计的IC。这里又分成两种,一种是非隔离型的降压型。其典型的代表就是HV9910,它可以对多达40个以上串联的一瓦LED供电。另一种则是隔离型的。这时候通常需要采用反激式的电路,所用的IC又有很多。就不再多说了。
网友“kkuo”:目前LED照明进入家用市场的最大障碍是什么?
茅于海教授:目前因为LED的价格过高,所以还很难推广到家用。即使不考虑这个问题,那么的确还有很多家庭环境和使用人的要求是和商用不同之处。但首先要考虑的不是散热问题,如果是指LED芯片的散热,那是会影响到光衰的,当然是应当早就已经解决的问题(不应当作为家用和商用的区别),假如是整个灯具的散热,那么应该说LED灯具比白炽灯发光效率高很多,在同样的照度下所需要的瓦数小很多,所以发出的热量也小很多。即使和节能灯比,发光效率应该说是差不多,但是节能灯光线的散发比较差,所以灯具的总效率还是要比LED差。所以LED的发热问题不会比节能灯高。
网友“动心了”:应该从哪几个方面为突破口来降低LED灯具的成本?
茅于海教授:LED灯泡由三部分构成,一是LED,二是外壳,主要是散热器,三是驱动电源。为了降低LED灯泡的成本,关键是要降低LED本身或者说LED芯片和封装的成本。因为这部分占50-70%以上。而且,发光效率也就是它的亮度都是由LED本身决定。而这部分的价格几乎完全掌握在国外的几家大公司手里,例如日本的日亚、美国的科瑞(Cree)等,中国的LED企业大部分只是进口国外的芯片,自己只是封装而已。少数几家可以自己开发芯片的公司,在质量上(发光效率和光衰)都还不如外国公司。不过即使是外国公司也是在不断地降低成本。根据过去的历史数据,Haitz总结出一个所谓的Haitz定律,这个定律说,LED每十年其性能提高20倍,成本降低10倍。这里指的性能主要是其发光效率,发光效率提高以后,因为同样的亮度,所需要的电功率就低,散热器的体积也小,这些都能有助于降低成本。
本文授权转载自《电子系统设计》,原文请参考:
http://www.ed-china.com/ART_8800034104_400002_500011_MZ_4c0baa83.HTM
- LED是什么意思
- 什么是LED路灯
- 什么是龙茂微电子?
LED是英文Light Emitting Diode的缩写,中文意思是发光二极管。LED是一种半导体固体发光器件,它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。
LED路灯是以发光二极管作为光源,因其是一种固态冷光源,具有环保无污染、耗电少、光效高、寿命长等特点,做成的LED路灯。
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