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【LED熱管】LED熱管是什麽,有何意義?LED調光實踐與反饋

2017-08-30

LED熱管】LED熱管是什麽,有何意義?LED調光實踐與反饋

LED的熱管理技術包括芯片、封裝和係統集成方麵的熱管理。芯片方麵,人們努力的提高材料的結晶質量或設計新型結構,來提高芯片本身的內外量子效率,比傳統的低導熱率的藍寶石襯底芯片熱阻更小。

芯片(量子效率;功率密度;熱流擴展;襯底材料等)


  LED熱管理 封裝(封裝材料;封裝結構;封裝工藝等)


  係統集成(製冷技術;材料;工藝等)


  LED散熱結構說明(插圖路徑:使用插圖 LED散熱結構說明)


  1、 LED散熱的必要性(散熱問題是當前半導體照明技術的技術瓶頸)


  LED是個光電器件,其工作過程中隻有10%~40%的電能轉換成光能,其餘的電能幾乎都轉換成熱能,使LED的溫度升高。LED溫升是LED性能劣化及失效的主因。LED結溫上升,導致發光效率降低,可靠性差,使用壽命降低及發熱量增大等。

 2、 解決方法

LED熱管理概況

  (A) 改進LED芯片、封裝的結構和材料——上中遊產業完成


  (B) 係統集成,主要針對燈具散熱方式,提高換熱功率——散熱設計的工作


  3、 LED燈具散熱結構剖析

LED熱管

  芯片(節點溫度控製在《85℃)—(熱阻小的產品有利於散熱)—燈珠基板——鋁基板(增加覆銅麵積有利於熱量傳導)—(使用導熱矽膠)—散熱器殼燈(良好的結構便於空氣對流)——周圍環境


  LED調光的幾個小要點:


  LED的發光原理同傳統照明不同,是靠P-N結發光,同功率的LED光源,因其采用的芯片不同,電流電壓參數則不同,故其內部布線結構和電路分布也不同,導致了各生產廠商的光源對調光驅動的要求也不盡相同,因此控製係統和光源電器不匹配也成了行業內的通病,同時LED的多元化也對控製係統也提出了更高的挑戰。如果控製係統和照明設備不配套,可能會造成燈光熄滅或閃爍,並可能對LED的驅動電路和光源造成損壞。

市場上有五種LED照明設備控製方式:


  1. 前沿切相(FPC),可控矽調光


  2. 後沿切相(RPC)MOS管調光


  3. 1-10V調光


  4. DALI(數字可尋址照明接口)


  5. DMX512(或DMX)調光


  前沿切相控製調光

  前沿調光就是采用可控矽電路,從交流相位0開始,輸入電壓斬波,直到可控矽導通時,才有電壓輸入。其原理是調節交流電每個半波的導通角來改變正弦波形,從而改變交流電流的有效值,以此實現調光的目的。

前沿調光器具有調節精度高、效率高、體積小、重量輕、容易遠距離操縱等優點,在市場上占主導地,多數廠家的產品都是這種類型調光器。前沿相位控製調光器一般使用可控矽作為開關器件,所以又稱為可控矽調光器。


  在LED照明燈上使用FPC調光器的優點是:調光成本低,與現有線路兼容,無需重新布線後沿切相控製調光。劣勢是FPC調光性能較差,通常導致調光範圍縮小,且會導致最低要求負荷都超過單個或少量LED照明燈額定功率。因為可控矽半控開關的屬性,隻有開啟電流的功能,而不能完全關斷電流,即使調至最低依然有弱電流通過,而LED微電流發光的特性,使得用可控矽調光大量存在關斷後LED仍然有微弱發光的現象存在,成為目前這種免布線LED調光方式推廣的難題。E-Linker易聯專業研發的前沿切相LED調光驅動很好的解決了這個問題,通過驅動電路的“C-TURN OFF”技術優化避免“關不斷”和“頻閃壞燈”等難題。匹配E-Linker易聯前切相LED調光驅動的各類燈具可以與其他可控矽調光係統完美匹配,為用戶節省了線材及布線工時,解決了可控矽LED調光匹配性及不可關斷的混亂格局。  

 


        後沿切相控製調光

  後沿切相控製調光器,采用場效應晶體管(FET)或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)設備製成。後沿切相調光器一般使用MOSFET做為開關器件,所以也稱為MOSFET調光器,俗稱“MOS管”。MOSFET是全控開關,既可以控製開,也可以控製關,故不存在可控矽調光器不能完全關斷的現象。另MOSFET調光電路比可控矽更適合容性負載調光,但因為成本偏高和調光電路相對複雜、不容易做穩定等特點,使得MOS管調光方式沒有發展起來,可控矽調光器仍占據了絕大部分的調光係統市場。

與前沿切相調光器相比,後沿切相調光器應用在LED照明設備上,由於沒有最低負荷要求,從而可以在單個照明設備或非常小的負荷上實現更好的性能,但是,由於MOS管極少應用於調光係統,一般隻做成旋鈕式的單燈調光開關,這種小功率的後切相調光器不適用於工程領域。而諸多照明廠家應用這種調光器對自己的調光驅動和燈具做調光測試。然後將自己的調光產品推向工程市場,導致工程中經常出現用可控矽調光係統調製後切相調光驅動的情況。這種調光方式的不匹配導致調光閃爍,嚴重的會迅速損壞電源或調光器。


  1-10V調光

  1-10V調光裝置內有兩條獨立電路,一條為普通的電壓電路,用於接通或關斷至照明設備的電源,另一條是低壓電路,它提供參考電壓,告訴照明設備調光級別,0-10V調光控製器之前常用在對熒光燈的調光控製上,現在,因為在LED驅動模塊上加上了恒定電源,並且有專門的控製線路,故0-10V調光器同樣可以支持大量的LED照明燈。但應用缺點也非常明顯,低電壓的控製信號需要額外增加一組線路,這對施工的要求大大提高。


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