【环保论文】_LED论文,新能源论文,低碳论文

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翻新时间：2013-12-18

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【环保论文】_LED论文,新能源论文,低碳论文

0 引言LED作为一种出现时间最晚的照明技术，其优点不仅体现在发光质量方面，在生产、制造、易用性方面都要大大超越白炽灯、荧光灯等传统光源。受到荧光灯发光原理的启发，LED生产商通过在高亮度蓝光LED管芯上加一层荧光粉，用蓝光激发荧光粉发出白光。

此外，通过采用不同的荧光粉，可发出色温为4500～10000K及色温为2850～3800K的多种白光LED，白光LED的发光效率大都已超过301m/W，某些产品已超过50lm/W的水平，具备了正式大规模实用化的基础。RGB三色LED合成白光综合性能好，在高显色指数下，流明效率有可能高到2001m/w，要解决的主要技术难题是提高绿光LED的电光转换效率，目前其只有13%左右。

对于LED激发荧光粉发光而言，三基色混光可以避免前者光谱分布不连续，显色性不好等缺点，同时三基色混光的人眼舒适度可大大提高，由三基色PWM调制后可以根据需要在同一光源实现多色和全彩色照明。 1 设计理念及方案设计大功率半导体驱动，首先要从发光芯片选择及光源实现;驱动电路设计，二次光学设计;设备封装三个方面考虑。

在LED照明中，有单色LED激发荧光粉发光的成功设计案例，但考虑到这种方案出光难以实现全光谱、高显色，在本次设计中采用RGB三基色混光光源，及对红绿蓝三种单色LED芯片单独驱动，分别发光实现光源的完成。为了满足大功率输出下的照度稳定，要实现对LED温度衰减的补偿，同时也要对启动时的浪涌脉冲和电流的不稳定波动做出补偿。

在二次光学设计时主要考虑三基色混光，在积分球混光和光纤耦合的对比中选择光纤耦合，将三色芯片的出光通过光纤耦合混光后输出。 2 LED光学特性及电气特性对于超高亮LED的特性，当正向电压超过某个阈值(约2V)，即通常所说的导通电压之后，可近似认为，IF与VF成正比。

当前超高亮LED的最高IF可达1A，而VF通常为2～4V。由于LED的光特性通常都描述为电流的函数，而不是电压的函数，采用恒流源驱动可以更好地控制亮度。

此外，LED的正向压降变化范围比较大(最大可达lV以上)，VF的微小变化会引起较大的IF变化，从而引起亮度的较大变化。所以，采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性，并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。

因此，超高亮LED通常采用恒流源驱动。LED的光通量与温度成反比，85℃时的光通量是25℃时的一半，而-40℃时的光输出是25℃时的1.8倍。

温度的变化对LED的波长也有一定的影响，因此，良好的散热是LED保持恒定亮度的保证。 3 混光方案三基色加性混光是指光的三原色混合可以得到白色光源和灰度光。

对于LED，根据国际照明委员会CIE发布的色度图知道，光的色彩与三基色R、G、B的比例有关，并且有r(λ)+g(λ)+b(λ)=1。LED取RGB合成白光这种办法的主要问题是绿光的转换效率低，现在红绿蓝LED转换效率分别达到30%、10%和25%，由于合成白光所要求的色温和显色指数不同，对合成白光的各色LED流明效率也有不同。

当对三个发光芯片提供不同比例的脉宽电流时，可以输出不同灰度的照明光源，如果对于混光比例实现多级的灰度计算，即可接近全彩色调光。为了提高混光效率，常用的方案有积分球混光、混光棒混光。

为了减小器件封装体积，本方案运用光纤耦合混光，即使三芯片发出的光经过凸透镜注入位于焦点处的光纤，并在光纤中进行混光，混光通过光纤出送至凹透镜输出。