LED产品知识

LED产品知识led光源使用寿命长、节能省电、应用简单方便、使用成本低，因而在家庭照明都将得到海量的应用。led光源的技术日趋成熟，每瓦发光流明迅速增长，促使其逐年递减降价。led灯具的高节能、长寿命、利环保的优越性能获得普遍的公认。led高节能：直流驱动，超低功耗(单管0.03瓦-1瓦)电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。led长寿命：led光源被称为长寿灯。固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰快等缺点。led寿命：使用寿命可达5万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。led利环保：led是一种绿色光源，环保效益更佳。光谱中没有紫外线和红外线，热量低和无频闪，无辐射，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。LED照明优势无法体现关键在于低压驱动芯片led光源工作特点照明用led光源的VF电压都很低，一般VF=2.75-3.8V，IF在15-1400mA;因此led驱动IC的输出电压是VFXN或VFX1,IF恒流在15-1400mA。led灯具使用的led光源有小功率(IF=15-20mA)和大功率(IF200mA))二种，小功率led多用来做led日光灯、装饰灯、格栅灯；大功率led用来做家庭照明灯、射灯、水底灯、洗墙灯、路灯、隧道灯、汽车工作灯等。功率led光源是低电压、大电流驱动的器件，其发光的强度由流过led的电流大小决定，电流过强会引起led光的衰减，电流过弱会影响led的发光强度，因此，led的驱动需要提供恒流电源，以保证大功率led使用的安全性，同时达到理想的发光强度。在led照明领域，要体现出节能和长寿命的特点，选择好led驱动IC至关重要，没有好的驱动IC的匹配，led照明的优势无法体现。led灯具对低压驱动芯片的要求：1、驱动芯片的封装应有利于驱动芯片管芯的快速散热，如将管芯(Die)直接绑定在铜板上，并有一Pin直接延伸到封装外，便于直接焊接在PCB板的铜箔上迅速导热。如在一个类似4X4mm的硅片管芯上，要长时间通过300-1000mA的电流，必然有功耗，必然会发热，芯片本身的物理散热结构也是至关重要的。2、驱动芯片本身的抗EMI、噪音、耐高压的能力也关系到整个led灯具产品能否顺利通过CE、UL等认证，因此驱动芯片本身在设计伊始就要选用优秀的拓朴结构和高压的生产工艺。3、驱动芯片自身功耗要求小于0.5W，开关工作频率要求大于120Hz，以免工频干扰而产生可见闪烁。led绿色照明促使驱动芯片向创新设计发展，led灯具照明是离不开驱动芯片的，因此需要多种功能的led光源驱动IC。led灯具选用36V以下的交流电源可以考虑非隔离供电，如选用220V和100V的交流电源应考虑隔离供电。直接使用AC100-220V的驱动芯片，因应用体积苛求，在技术上还有更高的要求、更大的难度，目前各国都在努力开发中。led灯具的海量需求市场给所有集成电路设计公司再次成功的机会，快速转型、早出产品，赢的机会多多。4、驱动芯片的标称输入电压范围应当满足DC8-40V，以覆盖应用面的需要，耐压如能大于45V更好；AC12V或24V输入时简单的桥式整流器输出电压会随电网电压波动，特别是电压偏高时输出直流电压也会偏高，驱动IC如不能适应宽电压范围，往往在电网电压升高时会被击穿，led光源也因此被烧毁。5、驱动芯片的标称输出电流要求大于1.2-1.5A，作为照明用的led光源，1W功率的led光源其标称工作电流为350mA，3W功率的led光源其标称工作电流为700mA，功率大的需要更大的电流，因此led照明灯具选用的驱动IC必需有足够的电流输出，设计产品时必需使驱动IC工作在满负输出的70-90%的最佳工作区域。使用满负输出电流的驱动IC在灯具狭小空间散热不畅，容易疲劳和早期失效。6、驱动芯片的输出电流必需长久恒定，led光源才能稳定发光，亮度不会闪烁；同一批驱动芯片在同等条件下使用，其输出电流大小要尽可能一致，也就是离散性要小，这样在大批量自动化生产线上生产才能有效和有序；对于输出电流有一定离散性的驱动芯片必选在出厂或投入生产线前分档，调整PCB板上电流设定电阻(Rs)的阻值大小，使之生产的led灯具恒流驱动板对同类led光源的发光亮度一致，保持最终产品的一致性。LED驱动电源的分类及特性1、按驱动方式可分为两大类：（1）恒流式：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；（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。（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。（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。（5）RCC降压方式开关电源：稳压范围比较宽、电源效率比较高，一般可以做到70%～80%，应用也较广。由于这种控制方式的振荡频率是不连续，开关频率不容易控制，负载电压波纹系数也比较大，异常负载适应性差。（6）PWM控制方式开关电源：主要由四部分组成，输入整流滤波部分、输出整流滤波部分、PWM稳压控制部分、开关能量转换部分。PWM开关稳压的基本工作原理就是在输入电压、内部参数及外接负载变化的情况下，控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件导通的脉冲宽度，使得开关电源的输出电压或电流稳定（即相应稳压电源或恒流电源）。电源效率极高，一般可以做到80%～90%，输出电压、电流稳定。一般这种电路都有完善的保护措施，属高可靠性电源。从以上介绍可以看出PWM控制方式设计的LED电源是比较理想的LED电源。影响LED灯具光衰的重大因素单颗LED白灯在老化板上检测出来的数据，与把LED白灯组装成一个灯具老化时检测出来的数据，肯定是有点出入的。这个差异的大小，取决于LED工作时的电性参数和灯具的设计情况，以及灯具使用的环境。首先，选择什么样的LED白灯。这点很重要，LED白灯的质量可以说是很重要的因素。举些例子，同样的以晶元14mil白光段芯片为代表，用普通环氧树脂做的底胶与白光胶与封装胶水封装出来的LED白灯，单颗点亮在30度的环境下，一千小时后，衰减数据为光衰70%;如果用D类低衰胶水封装，在同样的老化环境下，千小时光衰为45%;如果C类低衰胶水封装，在同样的老化环境下，千小时光衰为12%;如果B类低衰胶水封装，在同样的老化环境下，千小时光衰为-3%;如果A类低衰胶水，在同样的老化环境下，千小时光衰为-6%。为何不同的封装工艺会导致如何大的差异呢?最主要的一个原因在于LED芯片怕热。偶尔短时间内受热超过一百多度，那是不要紧的，怕就怕在长期处于高温之下，就是对LED芯片的一种莫大的损害。一般来说，普通环氧树脂的导热系数很小，因此，当LED芯片点亮工作的时候，LED芯片要发射出热量，而普通环氧树脂导热能力有限，所以，当你从LED白灯的外部测量出LED支架的温度有45度的时候，LED白灯内的芯片中心温度有可能超过了80度。LED的温度节点其实就是80度，那么，当LED芯片在节温的温度中工作的时候，是非常的受煎熬的，这就加快了LED白灯的老化。当LED芯片在工作的时候，中心温度产生了100度的高温，它可以马上通过支架引脚98%把热量导出来，从而减少热量对它的伤害。所以，LED白灯支架温度是60度的时候，它的芯片中心温度可能就只是61度而已。从上面的数据可以看出来，选择什么样封装工艺的LED白灯，直接决定LED灯具的光衰情况。其次，LED灯珠工作环境温度。根据单颗LED白灯老化时的数据来看，LED白灯如果只有一个点亮工作，同时，它所处的环境温度是30度的话，那么，单颗LED白灯工作时的支架温度不会超过45度。这个时候，这颗LED的寿命会很理想。如果有100颗LED白灯同时点亮工作，它们之间的间隔只是11.4mm的情况下，那么，灯堆的周边的LED白灯的支架温度也可能不会超过45度，但灯堆中间的那些LED白灯有可能达到65度的高温。这个时候，对LED灯珠就是一个考验。那么，聚在中间的那些LED白灯，理论上光衰就会快一点，而灯堆周边的LED白灯，光衰就会慢一点。但如果LED灯珠相隔25mm以上，那么，它们互相发散的热量就不会那么积聚了，这个时候，每个LED白灯支架的温度应该会少于50度以下，就比较利于LED的正常工作。如果LED工作的环境是在比较冷的地方，整年的平均温度可能只是15度左右，或更小，那对于LED来说，寿命就更长了。或者，LED工作的时候，旁边有个小风扇在吹着，帮它驱散热气，这样子对LED的寿命也是挺有帮助的。反正大家应该要知道，LED是怕热的，温度越高，LED寿命越短，温度越低，LED寿命越长。LED理想的工作温度当然是在负5到零度之间。但这基本上是不可能的。所以，我们了解到LED灯珠理想的工作参数后，就尽可能的在设计灯具的时候，加强导热，散热的功能。反正温度越低，LED寿命越长。再次，LED灯珠的工作电性参数设计。根据实验结果，LED白灯在驱动电流越低的情况下，发射的热量越小，当然了，亮度也就越小了。据调查，LED太阳能灯饰电路的设计，LED的驱动电流一般只是5-10mA;灯具所用的灯珠数目具大的产品，如达到500个以上的，或更多的，驱动电流一般只是10-15mA，而一般大众化的LED应用灯饰的驱动电流，只是15-18mA，绝少有人把电流设计到20mA以上的。而实验结果也表明，在14mA的驱动电流下，并且，加了盖子不透风，里面的空气温度达到71度的环境下，低衰产品，千小时光衰为零，2000小时光衰为3%，这就说明这种低衰LED白灯在这样的环境下使用已达到了它的最大限度，再大就是对它的一种损害了。因为老化用的老化板没有散热功能，所以，LED工作时产生的热量基本上是没法传导到外面去的。实验上证明了这一点。老化板里面的空气温度已达到了101度的高温，老化板上的盖子表面温度只不过是53度，相差了几十度。这就说明，设计的这种塑料盖子基本上不具有导热散热功能。但一般的灯具设计中，都考虑到导热散热的功能。因此，总结来说，LED灯珠的工作电性参数的设计要根据实际情况，如果灯具的导热散热功能很好，LED白灯的驱动电流加大一点是没关系的，因为LED灯珠工作产生的热量瞬间能导出到外面，对LED没有损害，就是对LED最好的呵护了。相反的，如果灯具的导热散热功能马马虎虎，最好把电路设计得小一点，让它少放些热量出来。LED日光灯管市场发展趋势报告出处：新世纪LED网作者：江湖信游时间：2011-03-22我要评论简要描述：这几年，LED作为新型节能光源，高歌猛进，一路由户外向室内照明应用场所发展。今年刚开年，不少企业高调推出LED室内照明产品，杀向LED室内照明市场。LED日光灯管作为室内应用照明产品较为重要的成员，成为企业市场搏杀的武器。这几年，LED作为新型节能光源，高歌猛进，一路由户外向室内照明应用场所发展。今年刚开年，不少企业高调推出LED室内照明产品，杀向L