藍光“LED白熾燈”的設計思考
鑒于傳統的白光LED是直接在藍光LED上涂覆黃磷熒光粉的,由于白光LED點亮后熱量很高,黃磷熒光粉在長期高溫熏烤下容易變性,導致用久之后顯色指數變差。在LED燈具內,如將黃磷熒光粉不直接涂覆在白光LED上,而是將黃磷染色在PVC燈罩上,在燈具內與藍光LED保持一定的距離,兩者疊加使用,同樣可求得LED燈具的白光或暖白光效果。由于黃磷濾色燈罩遠離LED熱源,因此,不會因LED光源的長期高溫燒烤而老化變性,CRI(演色性)基本不變;黃磷濾色燈罩的配方可調,燈光的顏色、色溫可隨客戶的需要調制,可滿足客制化的要求,生產差異化的產品。
藍光“LED白熾燈”沿用白熾燈的結構設計是為了方便傳承百年來白熾燈的使用習慣,創新其內涵是賦予LED節能、無公害、長壽命的新技術。以藍光HV LEDs為光源,加上黃磷濾色燈罩。市電經AC/DC整流和恒流驅動電源變換,輸出恒流直流電點亮藍光LED光源,藍光經黃磷濾色燈罩的過濾二次發光,使“LED白熾燈”發出冷白光或暖白光。工作原理如圖1所示?! ?/p>
藍光“LED白熾燈”由于采用黃磷染色或噴涂黃磷的PVC燈罩,因此在未點亮時燈泡呈黃磷的黃色,當其上電點亮后發出冷白或暖白的白光。未點亮的藍光“LED白熾燈”如圖2所示。黃磷染色或噴涂黃磷的PVC燈罩是關鍵技術?! ?/p>
LED光源的選擇
藍光“LED白熾燈”的LED光源選擇首選藍光HV LEDs,這樣可以用高壓直流電直接點亮,可以簡化電源和降低電源成本、減少電源占用的空間。
HV LEDs是在芯片生產時在硅片上直接做成的片上系統(SoC)或稱之為模組,這是LED芯片制造技術上的一個革命性的進步。一個2吋硅晶圓片上,一次可生產幾千個LED管芯,但是用通用的技術和工藝來生產,各個LED參數的離散性很大,所以生產之后制造商需要逐個測參數分檔,客戶只能拿相鄰的三檔放在一單位(燈)里用,才能保證顯示光色的一致性。HV LEDs在生產時使用新一代的工藝和高超加工技術,使同一硅晶圓片上的幾千個LED管芯的參數完全一致,使之可以在芯片生產時很方便地就近組成SoC的HV LEDs,如VF50V的模組上有16個LED,它們所有的電參數完全一樣(圖3)。這樣的藍光HV LEDs使用方便,成本可控。另有一種COB的藍光HV LED,就是用前述的通用技術生產的、參數離散型較大的藍光LV LED管芯,經測試數據后將相同參數的配置在一起,重新組合成一個光源體。由于需要對LED管芯逐個測試、配對、篩選、組合,還有不少參數分散的無法配對組合使用,應當說生產成本會偏高。HV LEDs的工作電流20~60mA,與低壓LED需要300~700mA電流相比,工作時發熱相對要小一些。
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