采用 LED 作為汽車照明可獲得高度可靠性
上傳人:admin 上傳時間: 2007-08-08 瀏覽次數: 259 |
編者按:LED(發光二極管)的制造可以追述到上世紀 70年代初期,但直到最近幾年,這項技術才得以顯著發展。LED能夠達到的最高光通量已經增加了幾個數量級,從 70年代初期20mA下不到 0.01流明發展到現在 1流明以上。隨著這些改進,LED的目標應用市場也得到了明顯擴張。在 0.3流明或以上水平,LED開始成為白熾燈的實際替代品。LED能夠提供許多優點,而其中最重要的就是高度可靠性。一般來說,現在 LED的壽命比任何使用它們的系統都長。
這個特性對汽車系統領域最具吸引,在這個領域,可靠性是既涉及安全性又能夠避免昂貴維修費用的關鍵。所以汽車行業相對而言很迅速地采納了在哪里都具實用性的 LED技術就絲毫不足為奇,事實上,汽車行業特定的需求也正在驅動 LED領域的進一步創新。
LED 亮度的演進
在 1970到 1995年間,LED一直在逐漸發展以期提供更高級別的亮度。但是,自從 90年代中期,伴隨著藍光和白光 LED的出現以及器件平均光亮度的成倍增加,LED創新的步伐才大大加快。
LED亮度的提高主要歸功于基底材料的進步。從最初的磷砷化鎵(GaAsP)產品開始,業界在70年代晚期轉向摻雜氮的 GaAsP和鎵磷(GaP),實現了最早的黃光和綠光 LED;隨后利用單雙異質砷鋁化鎵(GaAlAs)在 90年代初實現了超過 0.1流明的光通量。自 90初以來,各種銦鎵組合成為更新穎、更明亮的彩色(包括藍色)LED的基底材料。
盡管 LED經歷了上述發展,但仍然存在幾個問題,其中一個現象就是基底往往會吸收 LED產生的大部分光線。圍繞這一問題有幾種解決方法,Lumileds公司利用獲得專利的透明鋁銦磷化鎵(AlInGaP)基底來攻克這個難題。另一種方法是在基底上添加 Bragg反射器光柵層,這樣做所提供的 LED亮度是一個吸光基底所能提供的兩倍,但是會損失所有以 90°角發射的
光線。Vishay公司利用一種有機鏡面附著(OMA)技術對此方法進行了改進,該技術將一個鏡面附著在硅基底上。所有到達鏡面的光線從器件的正面反射,因而可以達到與利用透明基底相同的光亮級別,大約是標準 LED的四倍。
LED 的效率
LED不僅要變得明亮,還需要有效的工作。這意味著不僅要利用最小的損耗將電能轉化為光,而且還要控制在器件中流動的電流所產生的熱效應。LED面臨的一個巨大挑戰就是其結點溫度(溫度會隨著施加電流的升高而上升)對 LED所發光的波長有直接的影響。簡單地增加正向電流只能改變器件的顏色,并不能增加其亮度。因此,需要能以較低電流實現更高亮度的裸
片和封裝技術。
Vishay公司借助一系列微型 PLCC封裝來解決這個問題,PLCC封裝可以高效散熱,從而減輕由高電流引起的顏色變化。獨特的 PLCC-3與工業標準 PLCC-4管腳兼容,它提供了很大的金屬面積進行散熱,因而能適應非常明亮的 LED(使用標準裸片,以高達 50mA的正向電流供電)。新的 TLMx320x系列器件采用 PLCC-3封裝,其標稱熱阻值較低,只有 270k/W,此類器件可以利用較高的電流進行驅動,因而其 LED亮度是采用 PLCC-2封裝的兩倍。
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