電源及控製電路是半導體照明的關鍵
發布時間:2009-10-12
機遇與挑戰:
對於半導體照明,大家都十分關注LED光效和光衰、壽命等特性。例如,前期大家有個不成文的共識,即LED單管的光效小於80lm/W的就不用來做路燈,對於符合光效要求而推上市場的LED路(lu)燈(deng)產(chan)品(pin),的(de)確(que)也(ye)曾(zeng)因(yin)為(wei)光(guang)衰(shuai)的(de)問(wen)題(ti)沒(mei)用(yong)多(duo)長(chang)時(shi)間(jian)便(bian)從(cong)燈(deng)杆(gan)上(shang)撤(che)換(huan)了(le)下(xia)來(lai),至(zhi)今(jin)大(da)家(jia)仍(reng)然(ran)特(te)別(bie)關(guan)注(zhu)這(zhe)兩(liang)個(ge)問(wen)題(ti)。事(shi)實(shi)上(shang),半(ban)導(dao)體(ti)照(zhao)明(ming)發(fa)展(zhan)到(dao)今(jin)天(tian),光(guang)效(xiao)已(yi)經(jing)由(you)2001年標準型白光LED(20mA)發光效率25lm/W,發展到了2009年初Nichia發表的白光LED在20mA電流下,其發光效率可達249lm/W,為目前業界之最。高功率白光LED(350mA)發光效率也由2004年約30lm/W,發展到2008年年底Cree發表的161lm/W產品,目前為業界之最。現在無論LED光效還是光衰,都有了根本性的改善。目前發展半導體照明產業的問題是:LED燈具用電源和控製電路、LD(半導體激光器)照明和半導體照明配套政策必須引起我們的高度重視。
電源可靠性和控製電路是LED照明推廣的根本保證
據統計,目前LED白光照明燈具出現的失效故障,70%左右是電源問題,20%左右是線路和結構問題,隻有不到10%是LED單管的本身質量問題。
電源管理方案的選擇對於節能而言也舉足輕重,這就要求在驅動電路設計中選擇最合適的AC-DC驅動器。常見的二級式AC-DC驅動器電源單元效率為85%,如果搭配效率為90%的恒流IC,整體效率就隻有77%。假設光效是100lm/W的LED管子,僅僅電源效率問題就使路燈光效降到了77lm/W(還沒有考慮到二次配光等其他損失)。高效率的AC-DC驅動器電源整體模塊可以達到90%的轉換效率,所以選擇高效、可靠的電源是半導體照明節能的關鍵。
假設高壓鈉燈和LED路燈的光效都是100lm/W,由於LED路燈的指向性強,在同樣的路麵照度下,可以節約電力50%(和白熾燈相比可以節電80%)左右,這一特性已經被大家所知曉。但是LED路燈的另一些優於高壓鈉燈的特性,還沒有引起大家的注意和利用,例如,通過控製電路對亮度的可控特性和LED燈(deng)的(de)瞬(shun)間(jian)啟(qi)動(dong)特(te)性(xing)等(deng)還(hai)沒(mei)有(you)得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。我(wo)們(men)利(li)用(yong)這(zhe)些(xie)特(te)性(xing),通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)分(fen)時(shi)的(de)亮(liang)度(du)控(kong)製(zhi)和(he)必(bi)要(yao)時(shi)的(de)開(kai)啟(qi),這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)再(zai)節(jie)電(dian)50%的指標,使LED路燈的節能效果進一步提升。
在夜間,根據行人的多少和自然環境的具體條件,我們可以分時間段控製LED路燈的不同亮度,或者直接關閉,夜深人靜有行人或車輛時,通過傳感器檢測,例如紅外影像探測,自動開啟前方5盞路燈,延遲3分鍾後關閉等方式,實現LED路燈的進一步節能。
分析各種燈具的“發光效率”可以看出,各種光源的光效都在不斷提升,這就要求我們,要充分利用LED的其他特性提升LED光源的節能效果。
半導體激光器是半導體照明重要組成部分
半導體激光器是LED的一種特殊形式,簡稱LD,它與普通LED的根本區別是頻率單一,能量集中。半導體激光器被廣泛應用於激光瞄準、激光照排、激光醫療、激光測距、激光通信、激光指示、激光存儲、遊戲、軍事、條形碼掃描、兒童玩具和景觀照明、舞台燈光、激光顯示等領域,其中景觀照明、舞台燈光、激ji光guang顯xian示shi是shi半ban導dao體ti照zhao明ming的de重zhong要yao組zu成cheng部bu分fen。目mu前qian,我wo國guo已yi經jing將jiang激ji光guang顯xian示shi列lie入ru了le高gao科ke技ji發fa展zhan計ji劃hua,該gai計ji劃hua的de實shi施shi將jiang使shi電dian視shi機ji行xing業ye發fa生sheng第di三san次ci革ge命ming,激ji光guang電dian影ying、激光投影的問世也將從根本上改變人們的生活方式。
在政府宏觀政策和地方激勵政策的引導下,通過上、中、下遊光電子產業企業的強強聯合和發展,不久的將來,半導體照明產品發出的光芒一定會照亮世界的每個角落。
- 電源可靠性和控製電路是LED照明推廣的根本保證
- 半導體激光器是半導體照明重要組成部分
- 政府宏觀政策和地方激勵政策的積極引導
- LED燈具的失效故障70%左右是電源問題
- LED路燈在相同路麵照度下能節約電力50%左右
對於半導體照明,大家都十分關注LED光效和光衰、壽命等特性。例如,前期大家有個不成文的共識,即LED單管的光效小於80lm/W的就不用來做路燈,對於符合光效要求而推上市場的LED路(lu)燈(deng)產(chan)品(pin),的(de)確(que)也(ye)曾(zeng)因(yin)為(wei)光(guang)衰(shuai)的(de)問(wen)題(ti)沒(mei)用(yong)多(duo)長(chang)時(shi)間(jian)便(bian)從(cong)燈(deng)杆(gan)上(shang)撤(che)換(huan)了(le)下(xia)來(lai),至(zhi)今(jin)大(da)家(jia)仍(reng)然(ran)特(te)別(bie)關(guan)注(zhu)這(zhe)兩(liang)個(ge)問(wen)題(ti)。事(shi)實(shi)上(shang),半(ban)導(dao)體(ti)照(zhao)明(ming)發(fa)展(zhan)到(dao)今(jin)天(tian),光(guang)效(xiao)已(yi)經(jing)由(you)2001年標準型白光LED(20mA)發光效率25lm/W,發展到了2009年初Nichia發表的白光LED在20mA電流下,其發光效率可達249lm/W,為目前業界之最。高功率白光LED(350mA)發光效率也由2004年約30lm/W,發展到2008年年底Cree發表的161lm/W產品,目前為業界之最。現在無論LED光效還是光衰,都有了根本性的改善。目前發展半導體照明產業的問題是:LED燈具用電源和控製電路、LD(半導體激光器)照明和半導體照明配套政策必須引起我們的高度重視。
電源可靠性和控製電路是LED照明推廣的根本保證
據統計,目前LED白光照明燈具出現的失效故障,70%左右是電源問題,20%左右是線路和結構問題,隻有不到10%是LED單管的本身質量問題。
電源管理方案的選擇對於節能而言也舉足輕重,這就要求在驅動電路設計中選擇最合適的AC-DC驅動器。常見的二級式AC-DC驅動器電源單元效率為85%,如果搭配效率為90%的恒流IC,整體效率就隻有77%。假設光效是100lm/W的LED管子,僅僅電源效率問題就使路燈光效降到了77lm/W(還沒有考慮到二次配光等其他損失)。高效率的AC-DC驅動器電源整體模塊可以達到90%的轉換效率,所以選擇高效、可靠的電源是半導體照明節能的關鍵。
假設高壓鈉燈和LED路燈的光效都是100lm/W,由於LED路燈的指向性強,在同樣的路麵照度下,可以節約電力50%(和白熾燈相比可以節電80%)左右,這一特性已經被大家所知曉。但是LED路燈的另一些優於高壓鈉燈的特性,還沒有引起大家的注意和利用,例如,通過控製電路對亮度的可控特性和LED燈(deng)的(de)瞬(shun)間(jian)啟(qi)動(dong)特(te)性(xing)等(deng)還(hai)沒(mei)有(you)得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。我(wo)們(men)利(li)用(yong)這(zhe)些(xie)特(te)性(xing),通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)分(fen)時(shi)的(de)亮(liang)度(du)控(kong)製(zhi)和(he)必(bi)要(yao)時(shi)的(de)開(kai)啟(qi),這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)再(zai)節(jie)電(dian)50%的指標,使LED路燈的節能效果進一步提升。
在夜間,根據行人的多少和自然環境的具體條件,我們可以分時間段控製LED路燈的不同亮度,或者直接關閉,夜深人靜有行人或車輛時,通過傳感器檢測,例如紅外影像探測,自動開啟前方5盞路燈,延遲3分鍾後關閉等方式,實現LED路燈的進一步節能。
分析各種燈具的“發光效率”可以看出,各種光源的光效都在不斷提升,這就要求我們,要充分利用LED的其他特性提升LED光源的節能效果。
半導體激光器是半導體照明重要組成部分
半導體激光器是LED的一種特殊形式,簡稱LD,它與普通LED的根本區別是頻率單一,能量集中。半導體激光器被廣泛應用於激光瞄準、激光照排、激光醫療、激光測距、激光通信、激光指示、激光存儲、遊戲、軍事、條形碼掃描、兒童玩具和景觀照明、舞台燈光、激光顯示等領域,其中景觀照明、舞台燈光、激ji光guang顯xian示shi是shi半ban導dao體ti照zhao明ming的de重zhong要yao組zu成cheng部bu分fen。目mu前qian,我wo國guo已yi經jing將jiang激ji光guang顯xian示shi列lie入ru了le高gao科ke技ji發fa展zhan計ji劃hua,該gai計ji劃hua的de實shi施shi將jiang使shi電dian視shi機ji行xing業ye發fa生sheng第di三san次ci革ge命ming,激ji光guang電dian影ying、激光投影的問世也將從根本上改變人們的生活方式。
在政府宏觀政策和地方激勵政策的引導下,通過上、中、下遊光電子產業企業的強強聯合和發展,不久的將來,半導體照明產品發出的光芒一定會照亮世界的每個角落。
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