多芯片集成大功率白光LED照明光源

白光led的应用正在不断扩大,已从手机照明及液晶屏的背光等传统应用扩展到汽车室内照明、手电筒及店铺陈列照明等大功率领域。其中最具代表性的就是丰田汽车于2007年5月推出的高档混合动力车"雷克萨斯ls600h",其前照灯使用了白光led。

通过控制大功率白光led荧光粉的点粉量来检测大功率白光led的发光效率,同时讨论了不同电流对led光效的影响.本实验中led白光的产生是通过蓝光led芯片加黄光荧光粉yag实现的,因而点荧光粉过程中点荧光粉量的改变直接影响了出射光的色坐标,即白光的纯度.实验结果表明,点荧光粉的量在一定范围内可以与蓝光led芯片发出纯度较高的白光;同一个led驱动电流的改变会引起发光效率的变化;不同的电流区域其线性关系也不相同,电流较小的区域对应的发光强度的线性关系较好

文章基于瓦级大功率白光led在照明领域应用的广泛性和重要性,展开了瓦级大功率白光led光色电特性的研究。采用大功率led封装设备与紫外-可见光-近紫外光谱分析系统,制备并测量了瓦级大功率白色发光二极管(led)在不同正向电流if驱动下的光通量、电功率、发光效率、发射光谱和色品坐标等参数。研究表明,光通量与电功率随if的增大呈亚线性增长的趋势,而荧光粉转换效率下降是影响其辐射功率的主要原因之一。当电流增大时,白光led光谱的蓝光峰值出现先蓝移后红移的现象,而黄光部分光谱形状无明显变化。此外,色坐标x、y值均随着if的增大而降低,主波长减小,色温值升高。

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目前,新一代led灯具正在迅速发展起来。但随之而来的也有许多待解决的问题。其中大功率led的散热,就是一个特别突出的问题。本文就从led散热问题着手,分别从led器件制作的本身、散热基板及led用散热片三个方面分析了led照明灯具的散热问题和解决方案。

设计了一种大功率白光led筒灯的实际封装结构,利用有限元软件模拟其稳态下的温度场分布,得出led芯片最高温度为110.5℃,散热器温度范围为71.6℃～75.9℃。计算结果与实验测量结果吻合,在此基础上,根据热分析与传热学原理对模型进行材料和结构优化。最终得出一个最优化方案,使得结温降至79.0℃。

led照明光源的温升与散热 led照明灯具作为第四代照明光源，具有节能、环保、寿命长、 体积小等特点，且led光谱中没有紫外线和红外线，热量低和无频 闪、无辐射，废弃物可回收，没有污染，不含汞元素，属于典型的 绿色照明光源。作为一种高效节能的新型光源，由于生产工艺和性 能不断进步，led照明逐步取代其它照明领域已经成为一种必然趋 势。 1led照明光源温度升高的原因分析 目前限制led照明发展的限制因素除成本外，就是散热问题。 led属于半导体发光器件，随着自身温度的变化，其特性会有明显 的变化。研究表明，led的结温越高，光源越早出现光衰，寿命就 越短。若以光衰降至70%时作为led正常使用的标准，当结温为65℃ 时，led寿命更可达到9万小时~10万小时；结温升到75℃，寿命 降至5万小时；结温为95℃时，寿命为2万小时；当结温为105

为确定荧光层形状对大功率白光led光学性能的影响,对蓝光led发光晶片激发黄色荧光粉产生白光的荧光涂布工艺进行了研究。分别通过大面积点胶、晶片表面点胶和保形荧光胶涂布工艺制得白光led样品,利用积分球和角度测试机对白光led的光学性能进行测试,结果表明,保形荧光层白光led的色温、光强分布和发光角度等光学性能优于大面积点胶和晶片表面点胶白光led的光学性能。

以两种不同型号的大功率白光led为研究对象,通过热阻法和正向压降法综合测量led的结温,利用荧光光度计测量led光谱,研究大功率白光led的结温与光谱之间的关系。结果发现对于不同类型的led管,光谱蓝白比w/b(w为整个白光发光光谱的积分,b为蓝光部分的积分)与pn结结温tj均存在线性关系,但线性关系式不同;对于同一led管,小电流对应直线斜率的绝对值比大电流的大。对这些特点及其相关的物理机制做了分析。

照明级大功率led技术的飞速发展,为第四代道路照明带来了前所未有的机遇,成为具有广泛应用前景、性能优良的道路照明光源。在实际使用中,人们不仅对led道路照明的现场环境、照明舒适度以及照明节能的要求越来越高,而且对道路照明光源的光输出特性、大小等要求也不同。为此,需要对不同照明要求下的led道路照明光源的调光方案进行深入的研究。

本文先是总结了了我国目前在道路大功率led照明中两种调光方案使用的现状,而后为改进现有大功率led公路照明光源调光方案提出了自己的措施。

大功率白光led的结温与发光光谱特性研究 作者：陈海燕，赵光华，赵福利，chenhaiyan，zhaoguanghua，zhaofuli 作者单位：陈海燕,赵福利,chenhaiyan,zhaofuli(中山大学光电材料与技术国家重点实验室,广东,广 州,510275)，赵光华,zhaoguanghua(中国科学院广州电子技术有限公司,广东,广州 ,510275) 刊名： 中山大学学报（自然科学版） 英文刊名：actascientiarumnaturaliumuniversitatissunyatseni 年，卷(期)：2009,48(3) 被引用次数：5次 参考文献(12条) 1.彭万华我国超高亮度及白光led产业的现状与发展[期刊论文]-激光与红外2005(04) 2.gelcorejpthermalchalleng

以大功率白光发光二极管(led)为光源,利用光学软件tracepro模拟设计出满足特定功率和照度要求的路灯照明系统,并通过实验验证其可行性。该模拟系统对实际开发具有指导意义。

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为最大可能提高大功率led路灯发光板的电光转化率与散热效率,在不影响外量子效率前提下对led芯片设计采用扩大led芯片面积,以及电极优化技术增加led芯片的出光量,使芯片表面热流均匀分布,芯片工作更稳定。分析了大功率白光led的封装过程对提高芯片取光率、保障白光质量、器件散热技术的综合应用。综合上述技术及有限元分析软件对大功率led器件封装的热阻分析结果,确定了cob(chiponboard)led芯片的阵列组装技术,为制造led路灯发光板的最佳技术方案。led芯片结温很容易控制在120℃以下,与外部散热技术兼容性好。通过光线最佳归一化数学模型计算了led芯片阵列芯片间最佳距离。最后通过对各种白光led驱动方案的比较,确定了白光led最佳驱动方案为恒电流驱动脉宽调制(pwm)调节亮度。

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运用基于蒙特卡罗的光线追迹方法,对采用"光转换"兼"多色混合"技术的白光led的显色指数、相关色温、光通量、光辐射功率、荧光粉颗粒密度和色坐标进行了仿真计算和优化选择。通过改变红、绿、蓝三种led芯片的组合方式和红、绿、黄三种荧光粉的混合方式及各色荧光粉的密度,在保证有合理的光通量输出的条件下,得到了不同色温区的高显色指数白光led。从显色指数角度看,冷白、正白和暖白光应分别选择bbb芯片+绿、红色荧光粉、bbb芯片+黄、红色荧光粉和rbb芯片+黄色荧光粉组合。实验上测试了采用这几种组合方式的白光led光谱、显色指数、色温、光通量和色坐标,实验数据与仿真结果基本吻合。

为了实现高光效、高显色性且色温可调的白光led,对四种单基色蓝、绿、黄、红光led的混光进行了研究。基于yoshi-单色光模型和光的叠加原理,通过改变四种led芯片的组合方式(峰值波长、相对光功率配比),对不同色温区的混合白光的显色指数(ra)、色品质数(qa)和光视效能(k)进行了仿真计算和光谱优化选择。结果表明:在2700~6500k色温范围内,峰值波长为445nm,500nm,560nm,620nm的组合可以得到高ra值和高qa值;峰值波长为445nm,535nm,590nm,615nm的组合可以得到较高k值。此外还分析了组合白光led光谱参数对ra、qa、k及相关色温的影响。

1/4 常用照明光源 照明电光源分为以下几类： 热辐射光源：包括白炽灯卤钨灯 气体放电光源：汞灯高压钠灯、低压钠灯，金卤灯（石英金卤灯，陶瓷金 卤灯），荧光灯（直管型，环管型，紧凑型），冷阴极荧光灯（霓虹灯），无 极灯 固体照明：led,oled led灯的优缺点 优：led光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间 短、对环境无污染、多色发光、每瓦可以达到100lm光衰3%/8000小时。 缺：价格较现有照明器材昂贵其它找不到。 白炽灯的优缺点 优：价格便宜深入中国的农村 缺：寿命短；电光转换效率低，大部分用来发热，先发热然后在发光，因 此含红外辐射；且易破碎；会逐渐推出主流照明市场 荧光灯的优缺点 优：价格便宜深入民心 缺：含红外线和紫外线，重金属汞，不环保；频闪；高压，激活荧光粉， 有一点的危险性；镇流器和启辉器功耗大；使用寿命有局限性 高压钠灯的优缺点

德国欧司朗公司（osram）光电半导体研发人员地制造出高性能蓝白光led原型硅芯片，氮化镓发光材料层被置于直径为150mm硅晶圆基板上。这是首次成功利用硅晶圆基板取代蓝宝石基板制作led芯片，并保持了相同的照明质量和效率。目前，该款led芯片已经进入试点阶段，在实际条件下接受测试。欧司朗公司表示首批硅晶圆led芯片有望在两年内投放市场。

led灯是继爱迪生发明的白炽灯(第一代)以及后来发明的卤钨灯(第二代)和高强度气体放电灯(hid)(第三代)之后的新一代光源。固态光源(solidstatelighting,缩写为ssl)是一种崭新的全固体发光光源,它实际上就是半导体发光二极管,因此用得最多的名字是发光二极管,led(lightemitterdiode的缩写)灯。led灯是继爱迪生发明的白炽灯(第一代)以及后来发明的卤钨灯(第二代)和