新一代1 W型白光LED具有改進的功能,可為各種照明應用提供更高的效率。它們結合了高光通量,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品更高。
這些新設備還具有改進的溫度穩定性(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,以提高設計靈活性。
LED制造商將組件技術的改進歸功于芯片制造,熒光粉組合和封裝等領域的增強。
1W發射器的特性讓我們首先為普通照明應用定義1 W發射器。這些通常被工業特征為350mA/mm 2面積。但是,重要的是要注意,在某些情況下,1 W(1 mm2)器件可以驅動高達2.5 W.
歐司朗光電半導體的新一代OSLON SSL LED就是一個例子,據說可以提供效率提高約25%,同時具有更高的溫度穩定性。這部分是通過使用新的磷光體系統來提高光輸出的轉換效率和溫度下的顏色穩定性。
歐司朗光電半導體的SSL主管Brian Terao表示,隨著芯片和熒光粉系統的改進,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,特別是當典型應用在65°C至95°C范圍內運行時。因此,從理論上講,如果產品在溫度下更穩定,它可以在保持光輸出的同時更熱,這反過來又轉化為應用所需的熱管理更少。除了量子效率,它表明芯片將電能轉換為藍光的能力,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射器設計,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(由歐司朗光電半導體公司提供)。 “這些所有這些東西 - 芯片,熒光粉系統和封裝 - 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(CRI)80分鐘),適用于室內照明應用,冷白色(5,000 K,CRI 70 typ) ),所有設備都采用3 x 3 mm封裝。
具有典型的發光效率 - 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。與公司上一代產品相比,這可以使效率提高約25%。對于設計人員來說,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,設計人員現在可以選擇在相同的封裝內選擇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驅動時提供兩倍的光,但它也可以在350 mA下驅動以提高效率。
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,從而開啟其他應用,包括筒燈和聚光燈。根據歐司朗的說法,這些LED具有至少70(4,000 K)和65(6,000 K)的CRI,結合了高質量的光和高效率。
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用。白光LED具有10 K/W的低熱阻和高發光強度(亮度)。
據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提高色彩穩定性。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定性,而不是環境溫度(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/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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