LED半导体照明的核心技术与发展趋势

LED半导体照明的核心技术发展趋势
  摘要:半导体照明技术已经逐渐渗透到社会的各个领域,千家万户都使用了半导体光源(LED),这种照明的使用赢得了许多居民的青睐,并成为社会进步的标志。在我国半导体研究领域,半导体照明技术的研究起步较晚,但许多企业集团和研究机构在实验中后来居上,取得了突出的核心技术研究成果。
        关键词:半导体照明;核心技术;大功率;
        社会经济的快速发展,中国的城市化进程也在加快。放眼望去,各种基础设施建设项目和生产生活都离不开光源的支撑和作用。在教室里学习需要灯光,在热闹的夜市需要灯光来营造气氛,在广场上娱乐也需要灯光的指示。为了保护视力,节约能源,半导体照明应运而生,给我们的学习和生活带来了方便和舒适。它不仅起到了节能环保的作用,而且符合科学技术与时俱进的发展轨迹。
        一、半导体照明技术发展现状
网篮法        近些年来,半导体照明技术横空出世,其在照明上节能环保、长寿命的优越性远远超过其他一般照明技术,因此成为国内外争相抢先研发的科研项目。在以前,人们一般应用白炽灯,随着技术的发展,每个角落涉及的照明光源都开始采用LED节能灯。可见,半导体照明
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技术的应用已经深入到生活之中。根据资料,国外,跨国照明公司Lu minIeds、GE、Osram等加强照明与半导体光电产业的重组兼并,竞相角逐研发LED照明新技术、新产品,并且在最近几年推出了各种型号的大功率LED灯,使半导体照明市场呈现欣欣向荣气象。国内,也有方大集团等大型企业致力创新半导体照明核心技术,不断探索LED灯高效大功率的实现方向,以便提升国内半导体照明行业的自主研究能力。
        二、LED半导体照明技术的电路设计复杂
sgt        考虑到LED半导体照明设备的综合负载情况,为满足人们在不同环境下的照明需求,则需要按照要求选择对应功率的LED,并合理控制LED数量,进而保证LED半导体照明设备的使用安全。然而,由于LED的低功率特性,导致LED半导体照明设备中的电路设计较为复杂,且一旦出现问题,则无法进行快速维修,且更换LED成本较高。以家庭环境中的LED半导体照明设备为例,在对其内部电路进行检查的情况下发现,LED半导体照明设备中的电路主要有三种方式:并联连接、串联连接、混合连接。无论对于哪一种连接方式,其电路设计都比较复杂,尤其是对于混合连接方式来说,尽管,该连接方式能够提高能源利用率,但是,由于串联支路电阻增加,一旦某一串联之路出现故障,将导致电路中的整体电流增加,各串联之路上的电流也相应增加,若LED的耐压效果较差,将导致故障范围
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持续扩大。针对该问题,为简化半导体照明电路,降低其维修难度,则可以在在电路中增加稳压流设备,当电路中电流出现波动的情况下,稳压设备可以自动完成LED两段电压大小的调节。同时,结合可插拔的模块化设计方式,对故障的LED模块进行更换,从而避免了整体更换LED照明设备导致的维护成本增加。
        三、半导体照明的核心技术与情况分析
        1.光源集成组合模组。光源集成组合模组是利用众多单管LED进行二次重组,统一固定以得到功率更大、照明效果更好的LED照明光源。我们知道,半导体照明的照明光源对人眼刺激性非常小,因此当用眼时间较长时就需要应用到这种温和无害而又明亮的光源。光源集成组合模组虽然是较为简单的半导体照明技术,但是在具体进行二次组合的过程中,依然具有非常大的发展空间。要想取得光源功率大、发光效率高的成果,就要促进光源的均匀散布,提升散热性能的设计效果。
        2.热传导技术。小时候我们经常会用手触摸灯泡,发现灯泡表面具有很高的热量,实际上灯具的热传导性关系到灯具的使用寿命。从阅读的书籍中,笔者了解到解决散热问题已经成为半导体照明核心技术中的重中之重,尤其是在高效率大功率LED光源研究之中,热传导技术的掌控,关系到产品能否进入主流市场,也关系到产品在半导体照明市场上占5460a
据的位置。热传导技术的研发依托的是热力学热交换原理,以此来设计高效稳定的散热结构,在此基础上有科研人员创新了热导管新技术,能够有效地保障低温与低光衰,实现半导体照明灯具的免维护,延长LED灯使用寿命。
        3.半导体照明芯片制造技术。半导体照明芯片制造可谓是半导体照明研究之中的难点,于我国研究领域而言,这一技术的攻克历经艰难。值得庆祝的是,方大集团针对芯片制造内容展开的专题研究工程“高效大功率氮化镓LED芯片及半导体照明白光源制造技术”取得了重大研究成果,成功克服芯片制造难题,掌握了关键技术要领,这为我国半导体照明产业的发展奠定了坚实基础,提高了国内半导体照明行业的竞争实力。尤其是大功率芯片制造核心技术的掌握,促进了行业内半导体照明关键技术的发展,有利于完善我国半导体照明行业的产业化体系。
        4.LED驱动技术。LED驱动技术属于半导体照明的核心技术之一。通过驱动技术能为照明光源电路提供稳定保障,并且在驱动技术的应用下,能够形成安全电流供应循环。这与当下市电供给关注的降压、整流、稳定三方面问题不谋而合。LED驱动技术的研发需要考虑到功率转换问题,并且解决电磁辐射较大等难点,当前智能化驱动电路技术日渐成熟,给半导体照明研发市场提供许多帮助,例如具有按时段调控点续流,高效释放静电、雷
电的作用。
        四、半导体照明的发展前景电机传动
        在下一阶段,高亮度LED市场会得到进一步的发展,汽车、照明、L E D背光源将成为市场的发展主力,其中最具代表性的就是高亮度发光二极管(High Brighttness LED),相关的领域也得到了进一步的开发与利用,这会成为未来阶段的发展主力。在照明设备市场中,LED产业将会逐步取代目前的照明灯具,逐步进入室内与室外照明市场中,虽然目前LED技术的成本偏高,但是在全球能源危机背景下,推广LED依然是一种必然的趋势,目前,在LED照明灯具上,已经呈现出了规模化发展。在汽车照明市场中,高档汽车中已经陆续开始应用LED灯,这多应用在尾灯与刹车灯中,随着LED技术的成熟与产品价格的下降,LED照明技术会逐步过渡至多数汽车上。LED灯的体积相对较小,可以缩小汽车灯具模块,满足省油与省电的要求。在LED背光源市场中,LED灯具也以其无辐射、环保的性能,取代了传统的CCFL,LED/LCD模块产值日益扩大,白光LED开始取代传统的CCFL,应用领域也开始从户外设备扩展至各类背光源应用产品中,其中最为常见的板块就是手机面板。LED的另外一个重要应用领域就是数码相机与手机闪光灯市场,目前已经取得了突破性的发展。LED产业的发展涉及较长的产业链,包含下游产品集成、中游封装
与上游外延材料环节,上游资本密集、技术含量高;中游技术密集程度与技术含量较低,但是不同的环节,其核心关键技术存在差异,这成为决定产业发展的关键性因素。就我国的情况来看,完全掌握核心技术,拥有自主知识产权的企业并不多,在上游技术上,与发达国家还存在一定的差距,尽管在中游封装上已经具备实力,但是高端材料还是需要依靠进口,在光学设计、电源管理、散热技术的研究上,还有难关尚未攻克,这是下一阶段需要重点解决的问题。
        总之,我国在半导体照明领域中的发展与取得的成果是有目共睹的。无论是半导体照明产业的发展,还是半导体照明技术的应用,都处于欣欣向荣之势,相信未来我们的祖国会掌握更多半导体照明核心技术,造福人民,创建美好家园。
        参考文献:
        [1]王志敏.LED半导体照明的发展概述.2018.
        [2]郝秀.基于LED光源特性的半导体照明应用创新与发展.2019.

本文发布于:2024-09-21 22:51:54,感谢您对本站的认可!

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