由于目前大功率LED在光通量、轉(zhuǎn)換效率和成本等方面的制約,因此決定了大功率白光LED短期內(nèi)的應(yīng)用主要是一些特殊領(lǐng)域的照明,中長期目標(biāo)才是通用照明。
特點(diǎn):
大功率LED" title="大功率LED">大功率LED作為照明光源具有體積小、耗電小、發(fā)熱小、壽命長、響應(yīng)速度快、安全低電壓、耐候性好、方向性好等優(yōu)點(diǎn)。外罩可用PC管制作,耐高溫達(dá)135度.,低溫-45度;
1.使用壽命:大功率LED路燈" title="LED路燈">LED路燈使用壽命高達(dá)50,000小時(shí)以上;
2.節(jié)能:比高壓鈉燈節(jié)電80%以上;
3.綠色環(huán)保。大功率LED路燈不含鉛、汞等污染元素,對環(huán)境沒有任何污染;
4.安全:耐沖擊,抗震力強(qiáng),led發(fā)的光在可見光范圍內(nèi),無紫外線(UV)和紅外(IR)輻射。無燈絲和玻璃外殼,沒有傳統(tǒng)燈管碎裂的問題,對人體無傷害、 無輻射;
5.無高壓,不吸灰塵。消除了普通路燈因高壓吸收灰塵導(dǎo)致燈罩發(fā)黑引起的亮度降低;
6.無高溫,燈罩不會老化發(fā)黃。消除了普通路燈因高溫烘烤燈罩使其老化發(fā)黃引起的亮度降低和壽命的縮短;
8.啟動無延時(shí)。led在納秒級,通電即達(dá)正常亮度,無須等待,消除了傳統(tǒng)LED路燈長時(shí)間的啟動過程;
9.無頻閃。純直流工作,消除了傳統(tǒng)路燈頻閃引起的視覺疲勞;
10.無不良眩光。消除普通大功率LED路燈的不良眩光所引起的刺眼、視覺疲勞與視線干擾,提高駕駛的安全性,減少交通事故的發(fā)生。
應(yīng)用范圍:
大功率LED在油田、石化、鐵路、礦山、部隊(duì)等特殊行業(yè)、舞臺裝飾、城市景觀照明、顯示屏以及體育場館等,特種工作燈具中的具有廣泛的應(yīng)用前景。
工作原理:
發(fā)光二極管(LED)是一種能把電能轉(zhuǎn)化為光能的固體器件,它的結(jié)構(gòu)主要由PN結(jié)芯片、電極和光學(xué)等系統(tǒng)組成。LED的基本工作原理是一個(gè)電光轉(zhuǎn)換的過程,當(dāng)一個(gè)正向偏壓施加于PN結(jié)兩端,由于PN結(jié)勢壘的降低,P區(qū)的正電荷將向N區(qū)擴(kuò)散,N區(qū)的電子也向P區(qū)擴(kuò)散,同時(shí)在兩個(gè)區(qū)域形成非平衡電荷的積累。由于電流注入產(chǎn)生的少數(shù)載流子相對不穩(wěn)定,對于PN結(jié)系統(tǒng),注入到價(jià)帶中的非平衡空穴要與導(dǎo)帶中的電子復(fù)合,其中多余的能量將以光的形式向外輻射,電子和空穴的能量差越大,產(chǎn)生的光子能量就越高。能量級差大小不同,產(chǎn)生光的頻率和波長就不同,相應(yīng)的光的顏色就會不同。
大功率LED燈珠是LED燈珠的一種,相對于小功率LED燈珠來說,大功率LED燈珠的功率更高,亮度更亮,價(jià)格更高。小功率LED燈珠額定電流都是20mA,額定電流高過20mA的基本上都可以算作大功率。一般功率數(shù)有:0.25w、0.5w、1w、3w、5w、8w、10w等等。主要亮度單位為lm(流明),小功率的亮度單位一般為mcd(毫坎德拉,1cd=1000mcd),也就是發(fā)光強(qiáng)度I。
1cd=1 lm/sr(流明/立體弧度)=1 燭光。解釋為:光源在指定方向上的立體角dΩ之內(nèi)所發(fā)出的光通量或所得到光源傳輸?shù)墓馔縟Φ,這二者的商即為發(fā)光強(qiáng)度I(單位為坎德拉,cd)。外罩可用PC管制作,耐高溫答135度.
PC管制作LED目前做為一個(gè)新興的綠色、環(huán)保、節(jié)能光源被廣泛應(yīng)用于汽車燈、手電筒、燈具等場所。
LED大功率之所以這樣稱呼,主要是針對小功率LED而言,目前分類的標(biāo)準(zhǔn)我總結(jié)有三種:
其中第一種是根據(jù)功率大小可分為0.5W,1W,3W,5W,10W....100W不等,根據(jù)封裝后成型產(chǎn)品的總的功率而言不同而不同。
第二種可以根據(jù)其封裝工藝不同分為:大尺寸環(huán)氧樹脂封裝、仿食人魚式環(huán)氧樹脂封裝、鋁基板(MCPCB)式封裝、TO封裝、功率型SMD封裝、MCPCB集成化封裝等等 。
第三種可以根據(jù)其光衰程度不同可分為低光衰大功率產(chǎn)品和非低光衰大功率產(chǎn)品。
當(dāng)然,由于大功率LED本身的參數(shù)比較多,根據(jù)不同的參數(shù)會有不同的分類標(biāo)準(zhǔn),在此不再類述。
LED大功率仍然屬于LED封裝產(chǎn)品里的一種,是讓半導(dǎo)體照明走向普通照明領(lǐng)域里最重要的一環(huán)。
大功率LED產(chǎn)品應(yīng)用注意事項(xiàng)
大功率LED產(chǎn)品及器件在應(yīng)用過程中,散熱、靜電防護(hù)、焊接對其特性有著很大影響,需要引起應(yīng)用端客戶的高度重視。
一、散熱:
由于目前半導(dǎo)體發(fā)光二極管晶片技術(shù)的限制,LED的光電轉(zhuǎn)換效率還有待提高,尤其是大功率LED,因其功率較高,大約有60%以上的電能將變成熱能釋放(隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,光電轉(zhuǎn)換效率會逐漸提高),這就要求終端客戶在應(yīng)用大功率LED產(chǎn)品的時(shí)候,要做好散熱工作,以確保大功率LED產(chǎn)品正常工作。
1.散熱片要求。
外型與材質(zhì):如果成品密封要求不高,可與外界空氣環(huán)境直接發(fā)生對流,建議采用帶鰭片的鋁材或銅材散熱片。
2.有效散熱表面積:
對于1W大功率LED 白光(其他顏色基本相同)我司推薦散熱片有效散熱表面積總和≥50-60平方厘米。對于3W產(chǎn)品,推薦散熱片有效散熱表面積總和≥150平方厘米,更高功率視情況和試驗(yàn)結(jié)果增加,盡量保證散熱片溫度不超過60℃。
3.連接方法:
大功率LED基板與散熱片連接時(shí)請保證兩接觸面平整,接觸良好,為加強(qiáng)兩接觸面的結(jié)合程度,建議在LED基板底部或散熱片表面涂敷一層導(dǎo)熱硅脂(導(dǎo)熱硅脂導(dǎo)熱系數(shù)≥3.0W/m.k),導(dǎo)熱硅脂要求涂敷均勻、適量,再用螺絲壓合固定。
二、靜電防護(hù)
LED屬半導(dǎo)體器件,對靜電較為敏感,尤其對于白、綠、藍(lán)、紫色LED要做好預(yù)防靜電產(chǎn)生和消除靜電工作。
1.靜電的產(chǎn)生:
?、?摩擦:在日常生活中,任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸后再分離,即可產(chǎn)生靜電,而產(chǎn)生靜電的最常見的方法,就是摩擦生電。材料的絕緣性越好,越容易摩擦生電。另外,任何兩種不同物質(zhì)的物體接觸后再分離,也能產(chǎn)生靜電。
?、?感應(yīng):針對導(dǎo)電材料而言,因電子能在它的表面自由流動,如將其置于一電場中,由于同性相斥,異性相吸,正負(fù)離子就會轉(zhuǎn)移,在其表面就會產(chǎn)生電荷。
③ 傳導(dǎo):針對導(dǎo)電材料而言,因電子能在它的表面自由流動,如與帶電物體接觸,將發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。
2.靜電對LED的危害:
?、僖蛩查g的電場或電流產(chǎn)生的熱,使LED局部受傷,表現(xiàn)為漏電流迅速增加,仍能工作,但亮度降低,壽命受損。
?、谝螂妶龌螂娏髌茐腖ED的絕緣層,使器件無法工作(完全破壞),表現(xiàn)為死燈。
3.靜電防護(hù)及消除措施:
對于整個(gè)工序(生產(chǎn)、測試、包裝等)所有與LED直接接觸的員工都要做好防止和消除靜電措施,主要有
1、車間鋪設(shè)防靜電地板并做好接地。
2、工作臺為防靜電工作臺,生產(chǎn)機(jī)臺接地良好。
3、操作員穿防靜電服、帶防靜電手環(huán)、手套或腳環(huán)。
4、應(yīng)用離子風(fēng)機(jī)。
5、焊接電烙鐵做好接地措施。
6、包裝采用防靜電材料。
三、焊接
1、焊接時(shí)請注意最好選擇恒溫烙鐵,焊接溫度為260℃以下,烙鐵與LED焊盤一次接觸的時(shí)間不超過3S;
2、如為硅膠封裝的大功率LED,硅膠的最高耐熱溫度為180℃,因此LED的焊接溫度不得超過170℃,采用低溫烙鐵及低溫焊錫膏(絲)焊接,烙鐵與LED焊盤一次接觸的時(shí)間不超過3S。