新一代1 W型白光LED具有改進的功能,可為各種照明應(yīng)用提供更高的效率。它們結(jié)合了高光通量,降低的正向電壓和更低的熱阻。所有這些特性都會影響LED壽命和LED亮度,整體效果比上一代產(chǎn)品更高。
這些新設(shè)備還具有改進的溫度穩(wěn)定性(有助于簡化熱管理)和更小的封裝尺寸,包括更低的高度輪廓,以提高設(shè)計靈活性。
LED制造商將組件技術(shù)的改進歸功于芯片制造,熒光粉組合和封裝等領(lǐng)域的增強。
1W發(fā)射器的特性讓我們首先為普通照明應(yīng)用定義1 W發(fā)射器。這些通常被工業(yè)特征為350mA/mm 2面積。但是,重要的是要注意,在某些情況下,1 W(1 mm2)器件可以驅(qū)動高達2.5 W.
歐司朗光電半導(dǎo)體的新一代OSLON SSL LED就是一個例子,據(jù)說可以提供效率提高約25%,同時具有更高的溫度穩(wěn)定性。這部分是通過使用新的磷光體系統(tǒng)來提高光輸出的轉(zhuǎn)換效率和溫度下的顏色穩(wěn)定性。
歐司朗光電半導(dǎo)體的SSL主管Brian Terao表示,隨著芯片和熒光粉系統(tǒng)的改進,這些白光LED即使在100°C時也能達到97%的效率。 “通常,當溫度從室溫升至100°C時,你可以看到10%至15%的光輸出下降,”他補充道。
Terao表示,這是一個重要特性,特別是當?shù)湫蛻?yīng)用在65°C至95°C范圍內(nèi)運行時。因此,從理論上講,如果產(chǎn)品在溫度下更穩(wěn)定,它可以在保持光輸出的同時更熱,這反過來又轉(zhuǎn)化為應(yīng)用所需的熱管理更少。除了量子效率,它表明芯片將電能轉(zhuǎn)換為藍光的能力,另一個需要解決的因素是提取效率,有多少藍光從芯片“逃逸”,Terao說。為了解決這個問題,歐司朗選擇了一種頂部發(fā)射器設(shè)計,可以從芯片中獲得更多的光。
OSLON SSL的另一個特點是陶瓷基板頂部的白色反射表面(圖1)。 Terao表示,這可以提高反射率,可以將光線提高3%。
圖1:OSRAM的OSLON Square(上圖)和OSLON SSL下一代白光LED均采用白色反射表面來增強光輸出(由歐司朗光電半導(dǎo)體公司提供)。 “這些所有這些東西 - 芯片,熒光粉系統(tǒng)和封裝 - 在流明和功效方面不斷提高基準,”Terao補充道。
OSLON SSL具有熱阻(Rth)熱阻較低意味著LED芯片的熱量較少,在暖白色(3,000 K)下的光通量通常為98流明(lm),在應(yīng)用溫度為35 mA時工作電流為350 mA。芯片溫度為85°C.
OSLON SSL LED有暖白色(3,000 K色溫,顯色指數(shù)(CRI)80分鐘),適用于室內(nèi)照明應(yīng)用,冷白色(5,000 K,CRI 70 typ) ),所有設(shè)備都采用3 x 3 mm封裝。
具有典型的發(fā)光效率 - 光通量和電功率之比 - 在85°C時為96 lm/W(3,000 K時)色溫)歐司朗聲稱OSLON SSL LED是目前效率最高的1 mm2芯片LED之一。與公司上一代產(chǎn)品相比,這可以使效率提高約25%。對于設(shè)計人員來說,這意味著需要更少的LED來滿足相同的光通量。
設(shè)計人員還可以考慮像OSLON Square高功率白光LED這樣的2 W型器件。在工作電流為700 mA(略高于2 W)時,它可以驅(qū)動高達1.5 A,與OSLON SSL一樣,它具有相同的白色反射表面,并采用3 x 3 mm封裝。
通過使用相同的封裝尺寸,設(shè)計人員現(xiàn)在可以選擇在相同的封裝內(nèi)選擇1或2 W器件。
OSLON Square可以通過多種方式使用。例如,與OSLON SSL相比,LED在相同封裝中以700 mA驅(qū)動時提供兩倍的光,但它也可以在350 mA下驅(qū)動以提高效率。
在700 mA的工作電流下,OSLON Square提供高于90 lm/W的功效,在350 mA時,功效高于100 lm/W.
“雖然OSLON Square的特性為700 mA(最大電流1.5 A),但有些選擇在較低電流下運行以最大限度地提高效率,”Terao說。 “當然,這會增加$/lm,但客戶會平衡最大化效率與每流明成本之間的差異。”
OSLON Square(700 mA)的發(fā)光效率在85°C(3,000 K色溫)和115 lm/W(5,000 K色溫)下為96 lm/W.它具有3.8 K/W的低熱阻。
針對戶外應(yīng)用,OSLON Square PC和UW LED可以在200 mA至1.5 A的電流下運行,從而開啟其他應(yīng)用,包括筒燈和聚光燈。根據(jù)歐司朗的說法,這些LED具有至少70(4,000 K)和65(6,000 K)的CRI,結(jié)合了高質(zhì)量的光和高效率。
雖然封裝尺寸稍大,但Vishay Intertechnology在Little Star系列功率LED中的1 W白光LED系列也可用于各種應(yīng)用。白光LED具有10 K/W的低熱阻和高發(fā)光強度(亮度)。
據(jù)Vishay介紹,這些冷卻,中性和暖白色1 W LED使用氮化物熒光粉,可在整個溫度范圍內(nèi)提高色彩穩(wěn)定性。通常,Vishay指出,磷光體,包括YAG,TAG,硅酸鹽或氮化物基磷光體,以及特殊混合物,用于白光LED。該公司選擇了氮化物熒光粉,因為它具有極佳的色彩穩(wěn)定性,而不是環(huán)境溫度(圖2)。
圖2:通過使用氮化物基磷光體,Vishay的VLMW712系列與現(xiàn)有硅酸鹽和基于YAG的更高溫度的解決方案相比,可提供更好的流明維持率(由Vishay Intertechnology提供)。
VLMW712系列LED采用6 x 6 x 1.5 mm封裝,驅(qū)動電流高達350 mA,典型亮光強度為33,500毫安德拉(mcd),典型光通量為67.2至113.6 lm 。這使它們適用于從交通信號燈和室內(nèi)/室外視頻和廣告照明到建筑照明和普通照明的許多照明應(yīng)用。
白色LED為冷白色(33,500 mcd)提供87至113流明(lm)的光通量,中性白色(29,400 mcd)為76至113 lm,暖白色(25,000 mcd)為67至87 lm )。最大正向電壓為4 V.
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