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如何做好LED照明系统创新设计

时间:2015-02-01  来源:扁平线圈电感厂家  点击:

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在实行创新前,要先清楚产品最终的目标,达到满高频电感足预期市场上对LED封装光源规格趋势。

首先,须选定最适当的芯片,了解芯片结构、芯片光电特性与芯片性价比,再来设计最佳的封装结构。目前高功率45密耳(mil)以上芯片封装,在350毫安电流驱动下,可以达到每瓦150至160流明,今日台湾芯片在各国其他大厂的竞争下,更可做出绝对优于国外厂家的每美元160流明扁平型电感的规格。

其次,固晶上必须选用最佳芯片贴着(Die Attachement)材料及制程技术,用高导热硅胶、银胶(>15W/mk)甚至以助焊剂(Soldering Flux)焊锡(Cu-Sn-Au),将芯片焊接在金属基板,更或者以共金(Eutectic Bonding)制程将芯片熔接于硅芯片上。这些固晶制程的选用,都在于降低芯片节点温度,提高在相同电流下的电光转换效率和增加光效能,降低材料老化造成日后光衰的比例,以及提升固晶接着的可靠度。 此外,封装单体载板(Substrate)的选用设计,过去以低功率的支架(Leadframe)为主,渐渐走入高功率的金属支架(Metal Slug),在进入低温共工字电感烧(LTCC)陶瓷(Ceramic)、高温共烧(HTCC)陶瓷、芯片直接固定在各式金属基板(Chip on Metal Board),再到芯片固定在8吋硅芯片上,随着功率不断增加、光型的要求、单位面积内的热密度(Thermal Density)提高,对于封装芯片载板设计的选用,必须去创新开发更能加速热传导、更能萃取光输出、更能减低材料变异而产生老化衰减的材料。在结构设计上要因选用芯片的不同而有所改变,如此才能达到封装整体效能的优化,并不是购买一般支架或公板陶瓷放入最大转换功率(Power Flux)的芯片,即可封装出最佳光效能组件。

另外,在现今LED照明应用,虽有各种颜色的装饰应用,但最主要还是以白光为主,然而产生白光的方式不外乎红绿蓝光混光、紫外线激发红绿蓝荧光粉,或最为普遍的蓝光加黄色为主的荧光粉。但谈到创新,在此特别针对三个方向略述,其一为高演色性(CRI),CRI大于80甚至于大于90,必须在荧光粉材料做创新开发。对于封装研发而言,必须进行各波段荧光粉与接近610~630奈米红色荧光粉,更甚至到655奈米红色荧光粉进行在不同封装结构下,及蓝光波段搭配的实验比对,找到无论光输出效率、演色性或色温的最佳组合,再加上封装胶材、点胶方式的不同及荧光粉沉淀与否,或多或少增加封装难以控制的变量。其二,封胶和荧光粉插件电感涂布制程上的创新,从针筒点胶(Dispensing)到模具充填(Molding)、印刷填胶(Printing)、高精密度的喷胶充填(Conformal Coating and Inject Printing)等创新制程,提升产能、良率、出光效率,也改善出光的均匀性。此外,更具创新与商品化的是所谓的Remote Phosphor制程,其将荧光粉抽离芯片表面,在一定距离外,以不同的方式将荧光粉附着在透光结构体上。飞利浦更将此创新技术应用在灯泡类产品,其光效成果与研究机构、学术单位过去发表的学术实验结果或理论相去不远,确实可达每瓦100流明以上、CRI>80的效能。 最后,在照明封装组件创新过程尚须注意演色性与出光效率(图7)。

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降低结点温度提高演色性

实际照明使用上是没有人去看Tj=25℃下的瞬间流明效率,封装的研发创新过程中,更要去注意温度与光输出的变异,而此变异也会明显影响实际使用情况下的色温差异及些微的演色性变异(图7),如灯泡类、嵌入式下照灯具等,LED周围环境都相当轻易达到60~80℃,换言之,不是电感器厂家优化的照明系统设计,极为可能让LED节点(Junction)温度达到120~150℃,实际热效应造成光输出的减低(Hot-cold Factor)会超过15%以上。为改善此弊病,整个照明系统的每一接口热阻必须努力调降,以达到降低节点温度目的,减少色温偏差(图8)。

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创新模块设计须考虑三大议题

完成最佳芯片封装组件,就光特性而言已决定一大半,模块设计上所须考虑的重要议题则是热处理(Thermal Management)、电源控制和电路设计及二次光学机构设计,而此三项的设计不佳,则轻易的就能在模块系统中损失50%以上的光输出效率,就算达到每瓦150流明,在组成系统之后,就会发现终端产品只在60~70流明。

大电流电感

请教有关uc3842的buck电路问题做了一个基于UC3842的buck,从16v降到5v,可是现在一直没有输出,希望各位帮我看看,怎么回事,谢谢。


你的MOS应当是无法驱动的,所以输出应当是0V
为什么呢?难道是mos浮地的原因?可

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