一种采用半导体致冷的集成大功率LED

介绍了一种采用半导体致冷技术散热的集成大功率发光二极管(LED),这种利用珀尔贴效应设计的大功率LED散热封装结构,不但可以从根本上解决大功率集成LED器件的散热问题,还可以使LED器件在高温、震荡等恶劣环境中正常工作。这样,既可拓宽LED的运用领域,又能有效延长大功率LED的寿命。采用该封装技术封装的白光LED,发光稳定,光衰小,寿命长。

大功率白光LED封装技术的研究

详细分析了照明用大功率LED的封装技术,在大量实验的基础上,提出了一些具体的解决方案,设计了独特的封装结构。介绍了在色度稳定性与均匀性、改善散热条件等方面所作的探索,并对LED驱动电流和发光色温的关系进行了讨论。

基于MATLAB的LED阵列仿真

研究了应用于照明光源的LED阵列分布方式并基于MATLAB软件进行了仿真。首先对2种LED阵列的照度叠加进行了计算,根据叠加公式对阵列分布进行了仿真。通过对2种LED阵列仿真结果的分析,得出了不同阵列的分布特点并对其进行了比较,最后分析了2种不同阵列分布的产品适用性,为LED灯具设计提供了可靠依据。

1．3μmInGaAsP／InPLD，SLD和LED的介质镀膜

简要叙述了介质镀膜对半导体激光器性能的影响。在１．３μｍＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ激光器（ＬＤ）、超辐射发光二极管（ＳＬＤ）和发光二极管（ＬＥＤ）上进行了大量的Ａｌ２Ｏ３和ＺｒＯ２减反射膜的工艺研究。结果表明，该减反射膜使激光器阈值电流增加，并将部分激光器变成了超辐射发光二极管。减反射膜还显著地改进超辐射发光二极管的性能，增加其输出功率。它也能导致发光二极管的输出功率的有效增加。

高亮度LED衬底材料研究

衬底材料作为半导体照明产业技术发展的基石,是半导体照明产业的核心,具有举足轻重的地位,直接决定了LED芯片的制造路线。高亮度LED的半导体材料体系对衬底材料提出的要求比传统的LED更为严格。衬底材料表面的粗糙度、热膨胀系数、热传导系数、极性的影响、表面的加工要求以及与外延材料间晶格间不匹配数,这些因素与高亮度LED的发光效率与稳定性密切相关。重点介绍几种典型材料与外延材料的晶格匹配及其加工要求,从材料制备难易程度和衬底与外延薄膜的化学稳定性对各种衬底材料进行比较分析,并对衬底材料的应用前景进行了预测。

基于SA7527的LED照明驱动电源的研制

发光二极管(LED)驱动电源对LED照明技术的推广有着重要的意义.现存的多种LED驱动电源不能充分发挥LED的优点,因此提出一种基于sa7527开关电源结构的LED自适应驱动电路.从分析LED的驱动特性出发,利用高密度电源控制芯片sa7527,结合输出光强和LED温度的检测,实现对LED的恒流驱动,过压保护和光衰补偿功能.实际应用表明,该驱动电路满足LED作为照明的实际需要.

高亮度GaN基蓝光与白光LED的研究和进展

GaN基蓝光LED高亮度化对传统照明光源带来了很大冲击。简述了GaN材料和GaN基蓝光LED器件结构的发展,阐述了为了改善LED性能的一些新措施、LED在照明光源上的应用优势,给出了白光LED的常用制备方法以及最新的研究成果。最后,提出了需要着重解决的问题。

新型封装材料与大功率LED封装热管理

高效散热封装材料的合理选择和有效使用是提高大功率LED(发光二极管)封装可靠性的重要环节。在分析封装系统热阻对LED性能的影响及对传统散热封装材料性能进行比较的基础上,阐述了金属芯印刷电路板材料、金属基绝缘板材料、陶瓷基板材料、导热界面材料和金属基复合材料结构特点、导热性能及其封装应用实例。指出了封装材料的研究重点和亟待解决的问题。

半导体制冷的大功率LED模组散热模拟

基于热电制冷原理,对采用半导体制冷器制冷的50W大功率LED模组系统散热进行模拟,研究了大功率LED结温(Tj)、半导体制冷器工作状态(冷热端温差ΔT)、散热器热阻(Θh-a)间的关系。模拟结果表明,采用半导体制冷的LED模组系统,存在一个Θh-a的最大限制值,只有Θh-a小于这一限制值时制冷器才能降低LED结温;随着所设计的制冷器ΔT增加,其制冷效率下降,而所要求的散热器散热强度先降低后升高;当Θh-a为定值时,制冷器的ΔT有一个最佳范围;使用多级半导体制冷来给LED模组系统散热更具有价值。

太阳能LED路灯照明系统优化设计

在珠海完成国内第一个太阳能LED路灯示范工程的工作基础上,从路灯光源、控制电路、太阳电池组件最佳倾角确定、太阳电池组件和蓄电池容量确定等几个方面对太阳能路灯进行了设计优化,做到既能保证系统的稳定可靠运行,又能尽量减少系统规模和降低成本。结果表明采用LED作为路灯光源、直接耦合的方式的充放电控制器是太阳能路灯很好的选择,同时通过科学计算的方法对在珠海地区使用时太阳电池组件最佳倾角和组件和蓄电池容量进行了讨论。使用的方法和结论可以为的其他的太阳能路灯设计提供有力的帮助。

第三代半导体材料在LED产业中的发展和应用

LED产业目前发展非常迅速,LED白光照明和全色显示的前景被普遍看好。宽禁带半导体在LED产业中的应用是推动LED产业向前发展的一个重要动力,并已成为很多国家研究和开发的热点。目前宽禁带半导体在LED产业中发展很快,其应用越来越广泛,相关技术也日渐成熟。综述了几种具有代表性的第三代半导体材料在LED产业中的发展和应用以及各自面临的问题。

LED在道路照明中的应用现状与趋势

由于半导体照明的优越性,近几年LED照明产业在国内发展迅速。但LED领域的核心专利主要掌握在几家国际大公司手中,我国在LED产业化技术研发、上游核心知识产权等方面仍落后于发达国家。本文结合LED照明产业的国内外现状,以国内LED路灯应用的三种类型为研究基础,分析应用LED大功率路灯在照明质量、产品质量、价格成本、维护便利性等方面可能存在的问题,以此展望LED大功率路灯的应用前景和发展趋势。

1 W级大功率白光LED发光效率研究

研究了1W级大功率白光发光二板管(LED)发光效率随功率变化的关系.实验结果表明,功率在0～0.11W的范围里,发光效率随功率迅速增加;功率达到0.11W时,发光效率为15.6 lm/W;当功率大于0.11W时,发光效率随功率增加开始减小,功率继续增加时,发光效率降低的速度越来越快.在器件额定功率1 W附近,发光效率为13 lm/W.发光效率随功率增加而下降主要是由于芯片温度升高、电流泄漏等导致的载流子有效复合几率下降引起的.

脉冲法测量LED结温、热容的研究

脉冲法是可同时测量LED结温和热容的新方法,该法先给被测LED注入幅度与额定电流相等的方波电流脉冲,再分别测量该LED在不同结温下的正向电压,获得正向电压与结温的敏感度系数,结合测量额定电流下的正向结电压就可得该LED的结温,最后利用结温变化与单个脉冲的热量输入可计算出热容。文章重点研究了脉宽对结温测量精度的影响以及脉冲法测量LED热容的方法,设计了脉冲法测量装置。研究表明:要使脉冲电流对结温的测量影响小于1℃,脉宽应控制在几个到十几个μs数量级上;脉冲法与热学积分周期法测出的热容基本吻合。

LED城市道路照明灯具二次光学系统的光效分析

由于白光LED具有很多显著的优点,将其用作城市公共照明设施的替代光源有着许多的优点。然而要真正充分发挥半导体光源的长处,二次光学系统的设计至关重要。本文从系统光效和光场照度分布的角度出发,对各种光学系统的性能特点进行了分析,指出了二次配光设计时应考虑的问题和设计原则。介绍了一种独特的适用于城市道路照明二次光学系统,他能较好的满足城市道路照明的相关标准,并可以灵活地适用于不同的道路情况。

梯度封装胶结构设计提升白光LED光色性能

提出一种具有梯度双层掺杂纳米颗粒封装胶结构的白光LED模块,采用热溶液法在倒装芯片表面涂覆掺杂一定浓度TiO_(2)纳米颗粒的remote层和荧光胶薄膜层,制备成模块样品。利用仪器设备对样品的光色性能进行测试和机理分析。实验结果表明,在芯片和荧光胶薄膜间添加remote层,中心法线处的光提取率比未涂覆remote层增加了32.35%,拟合直线斜率趋向水平,光子空间分布均匀性改善明显。荧光胶薄膜掺杂SiO_(2)颗粒,随着SiO_(2)掺杂浓度增加,色温分布曲线逐渐平缓,平均色温由掺杂浓度为0%时的6199.66K下降到5103.24K,下降了21.48%。光通量测量值随着SiO_(2)掺杂浓度增加先提升后下降,掺杂浓度为0.6%时,达到最大值181mlm,相较于未掺杂SiO_(2)颗粒提高了9.70%。双层结构白光LED模块界面间通过梯度递减折射率的方式提高光子提取效率,空间颜色的一致性改善明显,为提高白光LED模块的品质提供一种借鉴。

LED汽车前照灯的散热机理与模拟

利用热电制冷原理对LED汽车的前照灯进行系统散热模拟,研究LED的结温,半导体制冷器的工作状态,散热器热阻之间的关系。模拟结果表明,利用多级半导体制冷给汽车LED前照灯散热比较有实用价值。

基于半导体制冷的太阳能LED系统散热设计

太阳能LED照明系统的发展在很大程度上受到了散热问题的影响,将半导体制冷技术应用于太阳能LED照明系统解决系统的散热问题是一个新思路。本文在对半导体制冷技术原理分析的基础上,针对太阳能LED照明系统,采用基于微控制器的半导体制冷系统来解决散热问题。实验证明,半导体制冷系统对解决太阳能LED照明系统散热问题具有良好的效果。

加装导流罩的大功率LED强化换热特性研究

针对大功率LED光源存在的散热问题,在风冷散热条件下,对加装导流罩的大功率LED散热器进行优化设计。在肋片结构参数固定的条件下,利用流体分析软件对导流罩的内径、高度、进气口直径以及散热器肋片夹角进行优化。通过改变这些参数来改变散热片表面气体流体的流形、风速等值,最终改变肋片表面对流换热系数。获得的导流罩和肋片夹角参数:导流罩高度85mm,进气口直径76mm,出气口直径83mm,散热器肋片夹角9°。通过优化使散热器温度有一定程度的降低,为大功率LED灯具散热设计提供了一种优化方案。

大功率LED温度控制器设计

通过对半导体制冷/加热控制原理和LED结温与正向电压VF和发光波长λD的关系的讨论,论述了大功率LED温度控制器的设计方法;并且利用该系统测量了1 W绿光LED结温对LED的VF和λD的影响,测得电压温度系数为-2 mV/℃,波长温度系数为-0.05 nm/℃。