涨点小常识之：关于高亮LED芯片的一些事_芯片_效力

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图1　LED芯片构造的发展进程

薄膜芯片技能(Thinfilm)是生产超亮LED芯片的关键技能，可以减少侧向的出光丢失，通过底部反射面可以使得超过97%的光从正面输出(图2)，不仅大大提高LED发光效率，也大略单纯的设计。

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图2　普通LED和薄技技能LED的正面出光率比较

（图片来自网络侵删）

三大封装技能先容

　　高功率技能可区分为单颗芯片、多芯片整合及芯片板上封装三大类，以下将进行解释。

1、发光效率、散热、可靠性为单颗芯片封装上风

单颗芯片封装是封装技能中运用最多的，其紧张的技能瓶颈在于芯片的良率、色温的掌握及的涂敷技能，而欧司朗光电半导体的Golden DRAGON Plus LED，采取硅胶封装，其封装外型及内部简要构造如图3所示。
该LED具有170度的光束角，能空想地合营二次光学透镜或反光杯，其硅胶透镜有着耐高温及低衰减的特性。
独特的封装设计进一步提升LED的散热性能，使产品的热阻掌握在每瓦6.5℃旁边，有助于降落热阻。
其余，荧光粉的特定配制使LED的色温覆盖冷白、中性白和暖白范围。
单芯片封装的上风在于光效高、易于散热、易配光及可靠性。

图3　欧司朗光电半导体Golden DRAGON Plus LED的封装外型及内部构造

2、多芯片整合封装于小体积内可达高光通量

多芯片整合组件是目前组件最常见的另一种封装形式，可区分为小功率和大功率芯片整合组件两类，前者以六颗低功率芯片整合的1瓦大功率LED组件最范例，此类组件的上风在于本钱较低，是目前不少大功率组件的紧张制作路子。
大功率芯片结合以OSTAR SMT系列为代表，其封装外型如图4所示，通过优化设计，可使终极产品的热阻掌握在每瓦3.1℃，同时可以驱动高达15瓦的高功率。
该封装的上风在于在很小的空间内达到很高的光通量。

图4　欧司朗光电半导体OSTAR SMT LED的封装外型

3、COB有效改进散热毛病

COB技能沿用传统半导体技能，即直接将LED芯片固定在印刷电路板(PCB)上。
利用该技能，目前已有厚度仅达0.3毫米以下的LED。
由于LED芯片直接与PCB板打仗，增加导热面积，散热问题得以改进。
此封装形式多以小功率芯片为主。

散热、光学、驱动IC设计举足轻重提高散热效能延长灯具利用寿命

灯具的寿命一贯是大家所关注的紧张问题之一。
建构良好的灯具散热系统，单靠选择热阻低的LED组件并不足，必须有效降落PN接面到环境的热阻，以尽可能降落LED的PN接面温度，提高的寿命和实际光通量。
与传统光源不同的是，PCB即是LED的供电载体，同时也是散热载体，因此，PCB和散热器的散热设计也尤为主要。
此外，散热材料的材质、厚度、面历年夜小及散热接口的处理、连接办法等都是灯具厂商所要考虑的成分。

光学设计应妥善发挥LED标准

LED的方向性和是不同于传统光源的最范例特色之一，如何利用LED此两大特性为灯具光学设计的关键。
通过LED的二次光学设计，具可达到比较空想的配光曲线，如在室内的整体照明中，哀求灯具的亮度高，可利用透过率较高的灯罩以提高出光效率；其余也有灯具中加入导光板技能，使成为面光源，提高其均匀度而防止眩光发生；此外部分赞助照明、重点照明则须要一定的聚光效果以突显被照物，则可以选择配一些聚光透镜或反光杯来达到光学哀求。

驱动设计须确保恒流输出量

LED对驱动电路的哀求为担保恒流输出，因LED正向事情时，LED正向电压相对变革区域很小，为担保电流的恒定也便是确保LED输出功率的恒定。
其余，调光设计也是目前驱动电路的主流设计之一，此在一些情景照明中运用较多，根据不同环境调配不同亮度，充分达到节能效果。
目前驱动器的紧张设计方向环绕在提高电源功率因子、降落耗电量、提高掌握精度及加快相应速率为主。
除了驱动电源的设计之外，PCB布线及串并联办法也是设计考虑。

30W大功率LED

标准制订不可或缺

LED照明作为一个崭新的领域，须要产品标准、丈量标准、掌握与接口标准等的制订，加上目前市情上的LED照明产品良莠不齐，浩瀚产品信息皆不足完全，随意马虎误导消费者，同时还有来自包括有机发光二极管()等其他高效率光源和传统低价光源之竞争，LED照明家当急需一套完善的标准体系来掩护和促进家当的康健可持续发展。
目前美国的能源部(DOE)正在积极推动关于的干系标准，中国大陆、台湾、韩国、日本等也都在积极展开LED标准的制订事情。

照明用大功率LED技能寻衅重重

虽然LED在室内照明的重点照明和装饰照明得到发挥空间，但LED离真正的通用照明或者环境照明还存在诸多寻衅，如初期本钱、低色温的发光效率、显色指数及系统的可靠性等。

透过整体系统优化降落初期本钱

就室内照明而言，尤其是家庭照明对成本相比拟较敏感，虽然LED灯的格局不断增加，发光效率也越来越高，但价格昂贵的问题依然存在。
此有待进一步调降LED光源价格，同时必要从整体系统的层面去优化设计，降落总本钱。
从紧凑型荧光灯在刚进入市场初期的15美元旁边降落至目前的1.5美元以下，由此可知，随着市场不断发展，不久的将来，LED灯的价格也较为普罗大众接管。

摆脱荧光粉限定低色温发光效率

室内家庭照明每每会方向于4,000K以下的偏低色温，暖白光让全体环境变得较为温馨放松；而冷白光会给人干净、高效及明快的觉得，适宜于办公室的照明和室外的照明。
而受到荧光粉的影响，LED低色温时的发光效率每每要比高色温时的光效低约30%。

稠浊红光LED兼顾光效和显色指数

LED的光效越高，其显色指数每每有些偏低，而室内照明哀求能够客不雅观显示物体的明暗度与色彩性，得到人眼直接不雅观察外部景物的真实效果，因而常日须要较高的显色指数。
此须要LED在发光效率提升的同时，进一步提高显色指数，但也可以通过在灯具层面混入一些红光LED来得到显示指数大于90的效果。

提高大电流驱动效率缩减LED本钱

现阶段，1瓦的LED驱动电流可达350～1,000毫安，但常日在大电流驱动条件下，虽然光通量提高，但整体的效率低落比较明显，因而在整体本钱和系统光效之间须找寻平衡，若能够提高LED在大电流驱动下的发光效率，则可担保在较高系统发光效率条件下，大幅缩减所需LED颗数，从而明显降落本钱。

减小LED的封装尺寸有助于加大设计弹性

LED室内灯具的发展在节能环保康健的条件下，也会朝艺术化、迷你化和个性化的方向发展，因而缩小LED的封装尺寸可加大在灯具设计时的灵巧性和创新空间。
在某些须利用混光来提升显色性的场合，较小的封装尺寸会有利于混光透镜的设计和混光的效果。

关键组件提高系统寿命、可靠性缺一不可

对付LED在通用照明中的运用，须从系统的角度来提高整体效率、寿命和可靠性。
传统照明产品的系统组成相对大略，而LED照明系统涉及多个组件(图5)。

图5　LED照明系统的组成部件(LED灯具＝ED+电源+驱动+散热+光学)

　　LED光源光源紧凑高效，供应宽广范围的色彩和输出功率。