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如何經由LED封裝設計改善流明衰減

上傳人:ledth/整理

上傳時間: 2006-02-17

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  LED是封裝在一個與外界隔離的燈具中,在其中周遭的溫度是較在溫度控制的研究為高一些,而將遭受到更高的衰減速率。所以,所宣稱的LED燈具,以包裝的數組5 mmLED,白色或彩色的,其有十萬小時壽命是騙人的。這些LED的確是可維持十萬小時,但是他們的輸出可能不夠用于燈具的原定之應用了。五千小時之可用的壽命,對于5mm LED燈具來說可能是更為貼切的。

20mA下,5mm封裝LED衰減情況

圖二:20mA下,5mm封裝LED衰減情況

  較新的LED封裝

  標準的5 mm LED封裝原是被設計用在指示燈的應用,但是在操作時,他們的設計不允許自LED芯片,有足夠之熱傳導以維持冷卻。當芯片的溫度升高時,這個裝置會更快速地劣化。另一個問題是5mm 的白光LED,會使樹脂黃化而減低了光線的輸出,并且增加光線輸出的劣化速率。 [Page]

  然而樂觀是有理由的;較新的高功率LED封裝已被設計用在照明的應用了。這些高功率LED,每一裝置產生十到二十倍更多的光通量,而與5 mm的封裝相比更為有效。

  此外,一份近期之刊物已顯示,新高功率白光LED封裝之流明的劣化,與5 mm封裝相較已降低相當地多了(Narendran et al. 2001b)。一些制造商經由適當地吸收熱量,并將LED封裝在不會隨時間劣化的材料,似乎已解決了劣化的問題。 即使是傳統的光源,例如:白熾燈、鹵素燈、熒光燈和金屬鹵化物燈,均展現出在他們的操作壽命期間之光線輸出衰減。<圖三> 顯示不同的白色光源,其光線輸出隨時間變化的比較。高功率的LED有非常低的光線輸出劣化,根據<圖三>的初步數據,在裝置的架構的進步,光線的吸收和散熱已使得高功率LED能有所進展,它提供了改善的發光功效,并提高了照度的維持度。

白光光源在不同環境下的比較

圖三:白光光源在不同環境下的比較

  這些進步已使徥白光LED科技更有用于一般照明的應用的可能性了。假若LED工業能夠維持這些進步的趨勢,在未來的五至十年間,固態照明將可有明顯的市場突破。

  未來在照明的LED

  以LED菜單現之改善,固態照明正吸引了更多由照明界來的注意力。一般照明的市場是很巨大的,但是突破那個市場將需要更高價的LED產品。制造商將必須繼續致力于更長壽命的白光LED,并有著更高的功效、更高的照明通量和改善的顏色性質。照明研究中心(Lighting Research Center)現正在確認一些參數,其可以被改善以提供為人們可接受之有品質的照明。

  使用LED的照明,對于建筑學上可能會有重要的沖擊。試著想象一位建筑師,他可以自由地設計建筑,將全部的照明系統建于墻壁、天花板、甚致在地板里面。當照明用的LED可達到很長壽命時,換一個燈泡的雜務將被歸類為一個博物館中的展示項目了(注:很久才換一次)。

  新的照明產品變成建筑的一部分,對于這個產業將會需要一全新的方向,而這種改變可能不是容易的。現在由天花板上吊掛的燈具,或在墻壁上的均將會消失,雖然設計師可找到更有審美觀取悅的方式來運用LED的科技,而不僅只是將LED隱藏在墻壁里面。制造商以及設計師和建筑師,將需要改變以跟上快速進化的LED。

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