LED 发展 背景 趋势

LED半导体照明技术及其供电电源基础知识
杭州飞华企业 -------黄海仁
一、关于LED应用的简介:
LED(Lighy Emitting Diode),又称发光二极管,它们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,放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。近年来随着半导体发光材料技术高速发展及“绿照明”概念逐步深入人心的产物,LED作为第四代光源在照明领域的应用以其独特的优点深受人们的青睐。如:1、使用寿命长2、发光效率高3、耗电量少安全可靠性强、有利于环保。
二、LED 寿命的理解
LED 的使用寿命,一般认为在理想状态下一般认为有10 万小时。但在实际在使用过程中其光强会随使用时间的推移逐渐衰减,光效率逐渐降低。我们杭州飞华把光强衰减到初始光强的70%以下时定为寿命终止,就目前来说还没有明确的国家标准用来衡量。而且LED的使用寿命与其芯片的本身的质量及其封装技术、工艺有直接关系,某些芯片在20mA 条件下连续点亮4000小时后其光亮度衰减已达50%。但是随着技术、工艺的提高,光衰时间越来越缓慢,即寿命也越长。
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三、LED 的节能及可靠性
LED 是电流控制元件,通过流过的电流,将电能转变为光能,因其不存在摩擦损耗和机械损耗,所以在节能方面比一般的光源的效率高,但是LED 光源并不能像一般的普通光源一样可以直接使用电网电压,它必须配置一个电压转换装置,提供满足其额定的电压、电流,才能正常工作,即LED专用电源。但是各种不同的LED电源其性能和转换效率各不相同,所以选择合适、高效的LED专用电源,才能真正体现LED 光源高效特性。因为低效率的LED 电源本身就需要消耗大量电能,在配合LED 的使用过程中根本就体现不出LED 的高效节能特性。而且LED 电源也必须是高可靠性电源,才能保证LED光源系统长寿命。
四、LED 的基本特性及使用时的注意事项
1.常见的LED 电性能参数zigbee定位
(1)LED 正向电压
调整脚
不同颜的LED 在额定的正向电流条件下,有着各自不同的正向压降值,红、黄:1.8~2.5V 之间,绿和蓝:2.7~4.0V 之间。对于同种颜的LED,其正向压降和光强也不是完全一致的。如下表:
正向电压VF
发光颜  外观颜  波长λD(nm)
亮度Iv(mcd)
IF=20mA
Min.    Max.
红  水透明  645~660      1.8      2.5    50~300
黄绿  水透明  570~575      1.8      2.5    50~300
黄  水透明  585~590      1.8      2.5    500~5000
蓝  水透明  455~475      2.7      4.0    500~7000
绿  水透明  515~535      2.7      4.0    2000~10000
白  水透明  -      2.7      4.0    3000~15000
在同一电路中应该尽量使用在额定电流条件下正向压降值相同、光强范围小的LED。只有这样才能保
证LED 的发光效果一致。其具体的电性参数可依各封装厂每包装提供的产品分光参数标签值。(有些公司每批分选都不一致)
(2)LED 的额定工作电流
LED 的额定电流各不相同,普通的LED 电流一般为20mA,大功率的LED 电流一般为40 mA 或350 mA 不等。具体要按各封装厂提供的电流参数值。一般LED在反向电压:VR=5V 的条件下,反向电流:IR≤10µA。
(3)LED 的功率
LED 功率的大小也各不相同,有70mW、 100mW、 1W、2W、3W、5W等,所以必须根据所选择的LED,设计合理的使用电路和配置合适的LED数量,使其完全满足LED电源的额定值,如果设计的电路使每个LED分担电压或电流过高就会严重影响LED的使用寿命甚至烧毁LED,如果分担的电压或电流过低则激发的LED 光强不够,就不能充分发挥LED 应有的效果,达不到我们所期望的目的。
2.温度特性
(1)LED 的焊接温度应在300℃以下,焊接时间控制在3~5S 之间。要注意避免LED温度过高从而使芯片受损,焊接的位置最好在引脚卡点以外的位置,距胶体位置在2-3mm处。 (2)LED 的亮度输出
与温度成反比,温度不仅影响LED的亮度,也影响它的寿命。使用中尽量减少电路发热,并做一定的散热处理,在设计LED发光板时尽可能使铜箔有效面积加大。3.静电特性
LED装配过程中必须加强防静电措施,因为操作过程和人体本身都会产生静电,对于双电极的LED最易被静电反向击穿,从而严重影响LED的使用寿命甚至使其完全报废。如防静电环境不是非常完善,可以给LED使用者增加防静电腕带,并使防静电腕带和操作台设置良好的防静电接地系统,也可舔加离子风机等设备。双电极的LED在封装时并连齐纳二极管保护LED。
粉条生产线五、LED连接电路的常见形式
1.串联:这种电路需要电源提供较高的电压。
V总=各LED的VF之和=VF1+VF2+VF 3+VF
4------+VF N
I总=单颗LED的IF 值
2.并联:这种电路需要电源能提供较高的电
流。
V 总=单颗LED 的VF 值
I总=各LED 的IF 之和
=IF1+IF2+IF3+IF4------+IFN
3.串联/并联组合
a、 在实际运用中,负载常采用通过
串并联形成的LED 阵列;
b、将LED 连接成串联/并联组合的形
式,可大幅减低因少数LED 的VF
不一致造成的影响;
c、 阵列形式或LED 个数变化,限流
电阻也应相应变化。
d、串联/并联组合的形式会使输出电流
随输入电压和环境温度等因素而
发生的变化更加显著;
4.为了能有效控制电路中的电流,须在电路中配置适当的限流电阻。
R=(V 输入电压-VLED 总电压)/I(流过限流电阻的电流),限流电阻的作用主要是控制LED 的电流,使电压更平滑,并使各并联支路的亮度更均匀。限流电阻阻值大效果较好,但是限流电阻的取值也不能太大,否则会增加电能的损耗及元件温度升高。
六、电源的分类及特性
1、按驱动方式可分为两大类:
(1)恒流式:
防水摄像头a、 恒流驱动电路输出的电流是恒定的,而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化,负载阻值小,输出电压就低,负载阻值越大,输出电压也就越高;
b、 恒流电路不怕负载短路,但严禁负载完全开路。
c、 恒流驱动电路驱动LED 是较为理想的,但相对而言价格较高。
d、 应注意所使用最大承受电流及电压值,它限制了LED 的使用数量;地锚机
(2)稳压式:
a、 当稳压电路中的各项参数确定以后,输出的电压是固定的,而输出的电流却随着负载的增减而变化;
b、 稳压电路不怕负载开路,但严禁负载完全短路。
c、 以稳压驱动电路驱动LED,每串需要加上合适的电阻方可使每串LED 显示亮度平均;
d、 亮度会受整流而来的电压变化影响。
2、按电路结构方式分类
(1)电阻、电容降压方式:通过电容降压,
在闪动使用时,由于充放电的作用,通过LED
的瞬间电流极大,容易损坏芯片。易受电网电
压波动的影响,电源效率低、可靠性低。(见
图)
(2)电阻降压方式:通过电阻降压,受电网
电压变化的干扰较大,不容易做成稳压
电源,降压电阻要消耗很大部分的能量,
所以这种供电方式电源效率很低,而且
系统的可靠也较低。(见图)
(3)常规变压器降压方式:电源体积小、重量偏重、电源效率也很低、一般只有45%~60%,所以一般很少用,可靠性不高。
(4)电子变压器降压方式:电源效率较低,电压范围也不宽,一般180~240V,波纹干扰大。

本文发布于:2024-09-21 17:28:03,感谢您对本站的认可!

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