大功率白光led路灯发光板设计和驱动技术

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1、大功率白光LED路灯发光板设计和驱动技术摘要：如何提高大功率白光LED路灯发光板的光转化率以及散热性能，关键就在于对LED芯片进行扩充，通过扩大芯片的面积，从而增加芯片的出光量。另外，扩大芯片面积，并使用电极优化技术，是芯片表面的热流量平均分布，从而让其工作更加稳定、有效率。本文主要从LED路灯发光板设计与驱动技术方面进行分析，为提高芯片的采光率、白光质量以及散热技术等方面提供依据，并通过利用光线归一化数学模型进行计算，得出LED芯片间的最好距离，最后通过对白光LED路灯的驱动方案与技术进行比较，从而为白光LED最佳驱动提出几点科学的建议。关键词：大功率白光LED,路灯发光板，驱动，设计，

2、技术LED全称Light-EmittingDiode（发光二极管）,其构成原理主要由铢（Ga）与碑（AS）、磷（P）的化合物构成，它是一种半导体电子元件。早在上世纪六十年代已经开始出现，经过多年的发展，LED已经广泛应用到显示器、电视机等家电产品当中。随着科学技术的不断发展，LED灯在节能和发光效率方面还会有更大的上升空间，从而有效节省社会资源。相对于国外发达国家来讲，我国LED照明起步较晚，但由于不断向国外引进先进技术和经验，再加上国家的大力扶持，我国LED照明已经得到了很大的进步。下面本文主要对大功率白光LED路灯发光板设计与驱动技术进行简单介绍：1.大功率白光LED路灯发光板设计及其

3、技术目前，蓝色LED管芯上加以锂铝石榴石为主的荧光粉，并通过蓝光LED激发荧光粉从而发出黄光，黄光与蓝光混合形成白光；将红绿蓝三种颜色的LED混合形成白光；利用紫外光LED激发三基色荧光粉相混合形成白光；这三种技术是白光LED的主要技术之一。其中将红绿蓝三种颜色的LED混合形成白光这种方法的控制难度较高，若混合的方法稍有偏差便不能发出均匀的白光；利用紫外光LED激发三基色荧光粉相混合形成白光这种方法由于具有紫外光成分，因此也具有一定的难度。针对这种情况，本文主要选择第一种，即蓝色LED管芯上加以锂铝石榴石为主的荧光粉进行分析。由于大功率白光LED体型较小，随着科学技术的不断发展，其电流变得

4、越来越大，输入功率也会不断增大。然而，功率的不断增大，对芯片的消耗也不断加重，温度也会不断升高，从而反过来对LED造成影响。当超过一定的温度之后,LED的光电转化率会大幅度下降，LED器件也会在过高的温度下失去其功能。1.1大功率LED芯片光电转化功率合并热量均匀技术随着技术的不断发展，工作人员发现，通过对LED芯片面积进行扩充，有效提高LED的输出功率，并提高发光量。值得注意的是，LED芯片面积的扩充有限，如一味对芯片面积进行扩充，反而会出现光吸收比率加大，导致效率降低等显现，并一定程度导致温度升高。为了对LED芯片进行优化，从而有效提高芯片的热学、光学性能，设计人员除了可以对芯片面积进

5、行扩大之外，还可以对LED±的电极结构进行优化，从而让芯片的电流平均分布。换句话说，若LED电流分布不均匀时，其芯片上的热流密度分布也随之不均匀，并在芯片内部形成热斑，严重影响了LED器件的质量和工作效率。关于芯片电极的优化，主要如图一所显示：从图一中可以得知，为了有效减少LED芯片中电流的不稳定分布，且其路径长度必须同等，长度对正负电极之间的空间距离起着决定作用。根据上图所显示，(b)图中芯片电极在经过优化之后，均匀性都要优于(a)。此外，对大芯片LED,设计单独一个电极对电流的扩散造成不利影响，因此，现在几乎所有的大功率LED多采用条形交叉、梳妆条形与点状相结合的电极。同时如图一中的b

6、显示，两电极能够使芯片的电流平均分布，并提高芯片的光量，并使芯片表面的热分布平均，防止热板的形成。1.2C0B技术阵列式LED路灯发光板技术从上世纪六十年代初到现在，经过四十多年的发展，LED产业经过了多重发展历程，如支架式LED、功率LED、大功率LED等，其发光器件的结构也在不断演变，演变过程如图二所显示：从上图可以看出，LED器件中的热阻变得越来越小，但对于目前路灯光板设计来讲，LED的光通量还是有限，因此在设计的过程中可以对其配置多个LED器件，并将其组成阵列。下文主要对COB技术进行分析。COB技术除了阵列方式的不同之外，主要方法与单管LED封装方式基本一致。如图三所显示，LED

7、芯片固晶在一块较大的有氧化膜绝缘层的符合材料基板上。COB封装技术的优势主要体现在多芯片封装上，它有利于提髙封装组件的散热性能，并有效增加光亮程度。由于该技术能够有效实现电热性能与外部制冷器之间更好的兼容，并保证LED白光的稳定性，且COB技术不断发展，满足社会需求，因此可以进行大量生产。1.3大功率白光LED芯片采光技术分析要提高LED芯片的采光和白光质量，工作人员可以从以下几个方面进行改进：第一，管壳安装：管壳一般会