超高亮LED

與傳統的照明燈相比，超高亮led具有如下優點： 1)壽命長，可靠耐用，維護費用極為低廉led可連續使用105h，比普通白熾燈泡長100倍； 2)高效率現在已經可以達到201m/w．預計到2005年將達到501m/w]，led)的光譜幾乎全部集中於可見光頻段，其發光效率可達80%～90%，led比節能燈還要節能1/4； 3)色彩鮮艷，光色單純 以12英寸的紅色交通信號燈為例，它採用低光效的140w白熾燈作為光源，所產生的2000lm的白光經紅色濾光片后，光損失90%，只剩下2001m的紅光，而在lumileds lighting公司採用18個紅色led光源設計的燈中，包括電路損失在內，僅耗電14w，即可產生同樣的光效； 4)點亮速度快 汽車信號燈是led光源應用的一個重要領域，由於led響應速度快(ns級)，在汽車上安裝高位led剎車燈，可以減少汽車追尾事故的發生。近年來高亮led已經在汽車的近光燈中得到了應用，例如德國奧迪公司的奧迪a86.o，義大利fioravanti公司在2003年日內瓦車展上推出的概念車yak，美國福特公司不久前在底特律車展上推出的model u都開始將高亮led用於前照燈的設計中。儘管超高亮led具有許多優點，但目前仍存在下述缺點： 1)功率低市面上的單體led功率一般在5w以下，還沒有出現更大功率的led，這是目前led難以成為照明首選的最大瓶頸； 2)需要嚴格控制溫度 led是一種半導體材料，與普通二極體一樣具有pn結，由於高亮二極體的功率相對比較大，所以與功率半導體器件相同，需要考慮散熱問題，結溫過高會直接影響led的壽命，並且會增大led的光衰，情況嚴重的會將led燒壞； 3)價格高除了功率低，價格是led難以成為照明的主要因素，雖然led目前已被大多數人認識，也被多數人看好，但其高昂的價格難以被消費者接受，目前單體黃色led大約o．6元/個，綠色與藍色單體led在1．8元/個左右，白色led的價格達到了2.2～5.5元/個左右；如果將幾十個單體led組合，其成本將大大增加，如把一個led安裝在草坪燈里，其單價就相當於一般草坪燈的幾倍，led要成為未來照明的主流光源，就一定要朝著大流明方向發展，成本才有可能降低，市場才有可能突破。

hpwa-xh00是lumileds lighting公司的一種超高亮led，本文以它為例分析超高亮led的特性。圖1為正向壓降(vf)和正向電流的(if)關係曲線，由曲線可知，當正向電壓超過某個閾值(約2v)，即通常所說的導通電壓之後，可近似認為，if與vf成正比。表1是當前主要超高亮led的電氣特性。由表1可知，當前超高亮led的最高if可達1a，而vf通常為3～4v。由於led的光特性通常都描述為電流的函數，而不是電壓的函數，光通量(φv)與if的關係曲線如圖2所示，因此，採用恆流源驅動可以更好地控制亮度。此外，由表1可知led的正向壓降變化範圍比較大(最大可達1v以上)，而由圖1中的vf-if曲線可知，vf的微小變化會引起較大的，if變化，從而引起亮度的較大變化。所以，採用恆壓源驅動不能保證led亮度的一致性，並且影響led的可靠性、壽命和光衰。因此，超高亮led通常採用恆流源驅動。圖3是hpwa-xh00 led的溫度與光通量(φv)關係曲線，由圖3可知光通量與溫度成反比，85℃時的光通量是25℃時的一半，而一40℃時光輸出是25℃時的1．8倍。溫度的變化對lfd的波長也有一定的影響，因此，良好的散熱是led保持恆定亮度的保證。

超高亮led用於戶外廣告牌、電子顯示屏，交通信號燈、標誌牌等場合時，都是大量led串、並聯組合而成的。由於led數量很多，使用過程中不可避免地出現led 損壞的情況，必須採取措施來提高整機的可靠性。設計led應用電路時應注意的幾個問題：1、為延長led壽命，正向電流應降額使用，電網電壓為220v時，一般取15ma左右，電網電壓最高時也不能超過20ma。2、考慮到正向壓降的一致性問題，應盡量避免直接並聯使用，一般採用串聯或先串后並方式。3、少量led損壞時，不能影響全局。為此，發光管應分成多路供電而且應採取措施保證每路中出現發光管開路損壞時，未損壞的發光管照常點亮。4、要確保供電電路的可靠性，絕對不能出現因供電電路故障而損壞大量led的現象。因為超高亮led價格很貴，一旦發生問題會造成很大的經濟損失。因此必須採取各種保護措施，確保安全運行。超高亮led在交通信號燈中應用時，供電電路中採用了polyswitch自恢復保險絲，確保流過led的電流不超過其極限值，防止led過流損壞。低電壓供電時採用串聯連接方式，高電壓供電時採用圖10所示的先串后並連接方式。與每一隻led相併聯的穩壓管保證一路中出現發光管開路損壞時，未損壞的發光管照常點亮，避免因少量led損壞造成大面積led不亮的現象發生。穩壓管的穩壓值要略高於led的正嚮導通壓降，這樣在led未開路損壞時，穩壓管幾乎沒有電流流過，而當led出現開路損壞時，穩壓管壓降非常接近正常led的導通壓降，從而保證其所在支路的電流幾乎不變。

1、靜電會損壞超高亮led，尤其是綠、藍、白色管。當用手拿取時要有必要的防靜電措施，例如帶防靜電手腕帶或手套。 2、焊接時電烙鐵要有必要的防靜電接地保護措施，尤其是焊接綠、藍、白色管時。 3、由於超高亮led視角比較小，一般為15度～30度，方向性較強，焊接裝配時必須緊貼線路板垂直安裝，否則亮度會大大降低