HBLED

hbled採用多種材料製成，具有更複雜的半導體結構（如圖所示）。這些混合結，即異質結，是採用多種iii-v族材料（例如algan）構成的。這些結構通過電荷的複合能夠優化光子的產生。採用這類結構再結合更先進的光提取（lightextraction）技術，hbled的光強輸出範圍可從幾百到幾千mcd。

要達到這一水平，hbled可能需要4v以上的正偏電壓和1a的電流。這種高電流源需要在pn結之間設置電子阻塞層，以增大輻射複合率，並減少結的自熱（i2r）。此外，hbled的管殼必須能夠散發更多的熱量，保持led的結溫處於合適的大小（一般情況下低於120°c）。要想實現更有效的熱傳輸，管殼可以利用電流分佈層以及更可靠的鍵合線技術來實現。由於具有這些額外的特性，hbled的生產過程並不容易。當前，由於工藝問題導致點陣匹配不佳，hbled的生產晶圓有大量的缺陷，必須通過測試來剔除掉。複雜的封裝以及生產過程中大量昂貴的附加工序大大增加了產品成本。因此，一個用於專業照明應用的頂級hbled價格可能高達$30。

hbled除了明顯的效率優點和壽命優點以外，還有其它的優點，並對非傳統照明應用很有吸引力。例如，它們有狹窄的光譜，因此最適合用作膽紅素燈。膽紅素是一種紅黃色的有機物，源自紅血球解體所產生的血紅蛋白。過高膽紅素會造成高膽紅素血症，癥狀為黃疸，即鞏膜(即“眼白”)和體液等組織呈黃色。雖然一般不必擔心低水平的膽紅素，但大量膽紅素會循環至大腦組織，可能造成新生兒癲癇和大腦損壞。

所幸，光療通常對此種病症有效果，因為膽紅素會吸收藍光，分解為水溶形式而排出體外(圖)。458nm~462nm區域中的窄帶藍光最有效。過去，膽紅素治療光線都採用定製的藍色熒光燈管和彩色過濾器。但是，熒光燈的光譜相對較寬。儘管其分佈中心位於所需波長上，但光譜分佈在兩端下降，表示能破壞膽紅素的光能量下降，因此治療時間將延長。與之相比，藍光led膽紅素光源可以有正確的頻率，幾乎不浪費光能量。另外，led的膽紅素光源有機械穩定特性，更長的壽命，也比熒光設備低廉。在未來，光線療法將能通過“發光服”提供光照，提供比光箱更有效的治療方法。

基於太陽能的hbled照明

過去十五年，能源需求增長了十倍，能源成本上漲了四倍。斷電和限電情況已經出現於美國和其他一些國家，並且隨著能源需求的增長和能源生產的不能維擊，這一情形會繼續惡化。根據北美electric reliability corp的最新報告，預計未來十年，僅美國的電力需求就將增長141,000兆瓦，而同期已經確認的新資源只有57,000兆瓦。這樣就產生了84，000兆瓦的缺口，相當於160座大型發電廠的發電總量。根據美國能源資訊局的報告，發電（大部分為照明應用提供電源）製造了37%的溫室氣體，因此，我們應開始尋找替代能源資源，如太陽能。太陽能是一種綠色技術，並且成本沒有水電、地熱或核子能源發電那麼高。在21世紀，發展中國家高達3億家庭缺少充足照明。原因可能各不相同，但可能都包括購買力（成本太高）、缺乏基礎設施、供需不平衡。眾多家庭使用自製的煤油燈和蠟燭進行照明，這些錯暗的、黃色的、冒著黑煙的光源危害性非常大，並且不環保。從長期來看，它們的費用要比明亮的、白色的、以太陽能為動力的高亮度發光二極體（hbled）光源更昂貴。

圖1 led效率（lumen/瓦） 1、為什麼選擇hbled進行照明（1）壽命更長 led的生命比其他任何光源都長，在很多應用中的使用壽命都超過十年。它們包含類似於最新微處理器中採用的固狀技術，這種固狀設備沒有移動部件，沒有易脆玻璃環境、沒有水銀、沒有有害氣體、沒有燈絲。沒有任何可以斷開、破裂、粉碎、露或污染的東西。與典型的傳統光源不同的是，led不會出現突然故障或燒掉。led光源不會在任何時間突然停止工作，只是led性能會隨著時間的推移逐漸下降。據預測，大多數led在運行5萬個小時后的平均亮度仍有最初亮度的70%。比如在光源每年365天每天使用12小時的應用環境中，使用時間超過十一年的系統只有初始亮度輸出的30%衰減（70%的光通維持率）。 （2）降低維護成本 由於基於led的光源的持續使用時間是常規光源的十倍，不需要頻繁更換，因此降低甚至消除了日常維護成本和定期更換費用。這在關鍵的、調製照明應用中尤其重要，例如浮標、信標燈、應急出口照明、備份照明和安全照明，它們通常都需要定期燈泡更換。 （3）能效更高

圖2 基於太陽能的led照明 led光源比白熾燈和大多數四角鎢燈源的效率更高。白色led每瓦能提供20多個光通量單位，預計未來將達到每瓦50多個光通一單位。當選擇大態照明作為替代照明時，必須考慮系統級的總體優勢。例如，由於每瓦的出眾光通量性能，樓宇照明系統中採用的led要比與競爭光源每小時消耗的能源更少，這使得它們更環境友好、更經濟高效。 （4）led的優點 led的優點主要體現於：可靠（10萬個小時）：維持成本降低 能效更高：綠色的、經濟高效的解決方案 即時開啟和安全可調光，無顏色變化：脈寬調製（pwm）控制 沒有水銀：符合環境規定 低壓dc操作：不需要高壓連接 2、以太陽能為動力的led照明工作原理 圖2是一個闡釋基於太陽能的led照明實施的結構圖。太陽能面板將太陽能轉換成電壓，然後儲存在電池中。帶有兩通道、16位元計時器的飛思卡爾8位hcs08qg4/8 mcu被用於電池充電和監視，驅動led。pwm用於電池充電，adc有於監視電池電壓。如果電壓下降到滿充的50%。目的是為了提供更長持續時間的照明，即使亮度減少。如果電池電壓降到10%，mcu將關閉led，確保電池不會完全耗盡。 3、選擇正確的微控制器 在選擇以太陽能為動力的led應用的mcu時，有多種備選方案。hcs08qg4/8器件以極有競爭力的價格，出色地將所需功能組合在一起。

mc9s08qg8/4將飛思卡爾hcs08內核的優勢擴展到低管腳數、小封裝選件。qg器件是低壓器件，其片上在線快閃記憶體可編程電壓低至1.8v。它包括hcs08mcu的所有標準特性，如等待模式、多停止模式、強大模擬功能、一整套串列模塊、溫度感測器和強大內存選件。 4、應用 以太陽能為動力的hbled照明可以用於街道照明、家庭照明、應急燈和鄉村照明。交通信號燈在大多數城市盡夜開啟，街道照明在一天中的大部分時間開啟。使用hbled技術代替傳統鹵素燈和節能燈（cfl）的解決方案能夠在能耗和維護成本方面實現巨大節省。國際金融公司（ifc）是世界銀行集團的“照亮金字塔的土地”工程的私營投資機構，計劃向全世界還沒有連接到電網的16億人銷售以太陽能為動力的led照明系統。由於缺乏電氣照明，他們中的很多人及其企業改為依靠碳燃料（如煤油）來滿足他們的照明需求。通過在這些地點使用太陽能和led照明，我們可以減少與礦物燃料燃燒有關的健康危害和溫室氣體排放。 5、結論 2006年，中國是全球第二大電力消費國，總共消耗了24,750億千瓦時的電力，其中12%用於照明。到2020年，如果led效率達到150lm/w，即使是只滲透30%的中國市場，每年的能源節省就能達到2,000億千瓦時。因此，led照明技術是影響深遠的、可量化的、可節省能源和成本的替代照明方案，為各種照明應用提供了低維護成本解決方案。由於使用的電要比很多傳統照明方法少很多，led還能通過減少發電及其相應的溫室氣體排放，壽命改善環境。