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  • LED所用电源的现状及其发展

    作者:佚名 来源:网络 时间:2011-02-28 11:04 阅读:1777 [投稿]
    随着对LED 研究的进一步深入,其光效将进一步得到提高,而其成本将进一步下降,将来LED取代白炽灯甚至荧光灯而发展成21世纪主要的照明光源。与荧光灯的电子镇流器不同,LED 驱动电路的主要功能是将交流电压转换为恒流电源,并同时完成与LED 的电压和电流的匹配。
    半导体飞速发展的今天,时刻没有冷落在电磁辐射方面的研究与发展,有一种器件辐射的电磁波正好被人类眼睛所能观察,在光需要的领域都有长足的发展,出色的表现让我们没有理由拒绝,那就是新半导体固体器件—— LED(Light Emitting Diode 发光二极管)。被称之为新一次照明革命的LED 固体光源开发应用已成为本世纪重点发展的目标之一。特别是由科技部、国家发展和改革委员会与信息产业部等有关部门共同组织实施的“国家半导体照明工程”的正式启动,标志着中国高亮度LED 产业已进入加速发展阶段,标志着中国LED 产业遇到了难得的发展机遇。LED 是一种固体光源,当它两端加上正向电压,半导体中的少数载流子和多数载流子发生复合,放出的过剩能量将引起光子发射。采用不同的材料,可制成不同颜色有发光二极管。作为一种新的光源,近年来各大公司和研究机构对LED 的研究方兴未艾,使其光效得以大大提高,Lumiled公司目前已研发并生产出光效达到90Lm/W 的白色L E D ,已达到白炽灯的水平。
    随着对LED 研究的进一步深入,其光效将进一步得到提高,而其成本将进一步下降,在不久的将来LED 取代白炽灯甚至荧光灯而发展成21世纪的一种主要的照明光源将成为一种趋势。与荧光灯的电子镇流器不同,LED 驱动电路的主要功能是将交流电压转换为恒流电源,并同时完成与LED 的电压和电流的匹配。
     
    LED 伏安特性的数字模型可用下式表示。VF=Vturn-on+RsIF+(Δ VF/ ΔT )(T - 2 5 ℃) (1 )其中,Vturn-on 是LED 的启动电压Rs 表示伏安曲线的斜率T 环境温度Δ VF/ Δ T 是LED 正向电压的温度系数,对于多数L E D 而言典型值为- 2 V /℃ 。
     
    从L E D 的伏安曲线及数字模型看,LED 在正向导通后其正向电压的细小变动将引起LED 电流的很大变化,并且,环境温度,LED 老化时间等因素也将改变影响LED 的电气性能。而LED 的光输出直接与LED 电流相关,所以LED 驱动电路在输入电压和环境温度等因素发生变动的情况下最好能控制LED 电流的大小。否则,LED 的光输出将随输入电压和温度等因素变化而变化,并且,若LED 电流失控,LED 长期工作在大电流下将影响LED的可靠性和寿命,并有可能失效。
     
    1.LED 驱动电源的使用现状
     
    标准电灯正在经历一场革命。出于保护能源和应对全球气候变暖的考虑,美国一些州和其它一些国家开始禁止使用低能效的白炽灯泡。各种新技术正纷纷被用于替换白炽灯泡,其中紧凑型真空荧光灯(CFL)是主要替代方案。尽管这种CFL 灯的功耗仅为白炽灯的20%,但却含有有毒物质汞。相比之下,L E D 灯可以提供更高效和更环保的解决方案。
     
    LED 最初的商业应用出现在上世纪七十年代,但因其光输出极低,应用范围也仅限于指示灯和计算器显示屏等领域。如今,能够产生白光的高功率LED 在效率方面不断得以提升,价格也在逐年下降,因此它已成为主流照明应用值得考虑的选择之一。预计随着LED 技术的发展,到2012年其发光效率将达到150 流明/ 瓦,1000流明的成本将不足5 美元( 资料来源:OIDA),届时LED 有望成为室内照明的主要来源。
     
    2008年的北京奥运会通过众多具体的产品形态和新技术的应用为绿色奥运、科技奥运、人文奥运等理念做了完美诠释。LED 显示产品,在2008 年北京奥运会的广泛应用,更是光芒闪烁,为2008 北京奥运会增添了绚烂异彩。
     
    近几届奥运会中,LED 显示幕都是奥运比赛场馆不可或缺的主要设施。2008年北京奥运会新建和改建的体育场馆数量众多,规模空前,奥运场馆均采用了大量LED 显示幕作为比赛实况播放和计分显示的设备,显示幕产品以全彩色、高解析度、数位化等为主。可以说,2008 年北京奥运会所采用的LED 显示产品从数量到技术水准以及应用方面都达到了一个新的里程碑,这其中众多国内LED 显示产品制造企业担当了重要的角色。
     
    通过全球LED 技术领导厂商对材料、工艺和封装技术的努力改进,高亮度LED的发光效率和性能得到了显著提升,除了传统的背光和显示面板市场外,高亮度LED 开始走向室内外普通照明、汽车内外照明、探照灯、交通灯等全新应用。这些都预示着LED 驱动电源将有一个广阔的应用前景。
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