白光LED光源在实际应用中需注意的问题

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1、白光LED光源在实际应用中需注意的问题深圳赛德利照明认为led（LightEmittingDiode）是一种节能、长寿命、环保型的新光源,随着LED光源技术的快速发展及生产成本的下降，其在照明领域的使用比例逐渐加大。如果用LED照明光源取代目前传统照明光源数量的50%,每年我国节省的电量就相当于一个三峡电站发电量的总和，其节能效益十分可观。LED光源在照明市场的前景已令全球瞩目，它正在给照明领域带来一场全新的绿色革命。将LED作为接入市电的照明光源，在实际操作屮，还存在一系列有待优化的问题：（1）LED驱动方式为恒流驱动，如此

2、方能保证其发光强度均匀一致；（2）山于LED的性能受温度影响会发牛较大变化、甚至损坏，所以必须解决其散热问题；（3）单颗LED灯珠（芯片）可近似为点光源，在作为照明光源时，必须改善其光线在各个方向的出射角度，使人眼更容易长时间接受。1恒流驱动图1所示为1W级大功率LED芯片在输入为正向电压时的伏安特性曲线。图1LED的伏安特性曲线实际测得此芯片的开启电压近似为Uon=2.3V,而一旦LED导通后，其中流过的电流与其两端接入的电压近似按照指数规律增长，其关系可表示为：式中，i为流过的电流；Is为反响饱和电流；q为电子的电量；u为

3、两端电压；k为玻耳兹曼常数；T为热力学温度。由图1和式(1)可知，若采用恒压驱动，则当两端电压存在微弱的波动时，通过的电流将会发生急剧的变化，显然这对LED本少的性能也是一种削弱，由后面的分析也会得知，这对发光强度也会造成较大的影响，显然这在照明领域是不允许的。2合适工作电流的选取在恒流输入的工作环境下，将1W级大功率LED芯片放在暗箱中，线性改变输入电流,用照度计测出光照度与输入电流的变化关系，绘出如图2所示的关系曲线，光照度随着电流的上升基本呈现线性增长的趋势。(上)谊匡输入电流(mA)图2光照度随输入电流变化的曲线计算在

4、相应电流下的输入电功率p=ui,测出光通量①，则可计算出各组的发光效率n=①/P。绘出发光效率随输入电流的变化曲线如图3所示，在输入电流稳定上升时，iw级大功率LED芯片的发光效率是呈下降趋势的。5555555321098711111165IIIIIIII150200250300350400450500550输入电流(mA)图3发光效率随输入电流变化的曲线综合考虑上述两种情况，即兼•顾光照度以及发光效率，选収合适的驱动电流I,从而使LED照明光源同时满足足够的亮度和相当高的发光效率。方法如下，横坐标依IU选择输入电流值，而纵轴

5、分别进行归一•化处理，作出两条1111线，而111!线的交点对应的电流值即为所要选収的合适工作电流值，此处I=332mA,如图4所示。1.00,9发光效率曲线光照度曲线选取的工作电流1-332mA()4*II1III150200250300350400450500550输入电流(mA)图4合适工作电流的选取3灯具散热分析对于由1W级人功率LED芯片组成的光源，其发热问题是不容忽视的，未及时散热不仅导致LED芯片的发光效率急剧下降，同吋有可能使芯片烧毁，造成严重损失，因此必须考虑合适的散热方案。热量的传递主耍有3利

6、方式：热传导

7、、热对流和热辐射。由LED芯片制作的照明灯具主要是利用热传导和热对流方式进行散热的。热传导过程为LED芯片的铝基板一灯具外壳-金属散热片，芯片与铝基板、基板通过硅胶与灯具外壳、灯具外壳与散热片之间存在空气泡（制作工艺造成）能够传热；而热对流主要是依靠散热片与空气间的对流使热量散出。散热主要有两种方式：被动式散热和主动式散热。其屮主动式散热主要是通过风扇等类似装置增加散热片表面的空气流动速度，以便快速帯走散热片上的热量，进而提高散热效率。被动式散热是指依靠灯具（高导热铝材料）自身的外表面与空气的自然对流将LED产生的热量散出。这

8、种散热方式设计、纽装简单，并且易与灯具的机械结构设计结合起來，比较容易达到灯具的防护等级要求，并且成木较低，是目前广泛采用的一种散热方式，木文重点讨论被动式散热的冇效性。在被动式散热中，选择合适的散热片至关重要，其主要参数有：材料、高度、散热片面积、散热片沟槽间距等。就材料而言，导热性能由高到低排列依次是：银、铜、铝、钢，银价格昂贵；铜的价格仍稍贵，并且加工难度大、容易氧化；而铝虽然价格便宜，但其导热性能却不及铜的50%。所以一燉而言，常采用的散热片材质是铜铝合金，既能保持成木低廉,同时还具有较高的导热性能。对于散热片的表曲积

9、而言，有效表面积越人，其散热效果越好。散热片高度H以及沟槽间距D主要影响空气流通，若是其比值D/H非常小，即形成一个很窄的沟槽,则结果是沟槽中的空气很难与外界中的气体流通，这样对于整个灯具系统而言,其散热效果会相对差很多。所以对于一个散热片而言，需要综合材料性能、灯具封装尺寸