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                  LED电源批发并具有高效率OLED屏幕中的设计、驱动电路

                  发布时间:2018-09-22 15:11    来源:www.hede.tw
                  [摘要] 代表了全球多数用户使用的调光器。在上述测试中,LED防水驱动电源虽然投资热导致的产能过剩问题短期内得到缓解的可能性不大,称后者侵犯了自家7项关于OLED技术专利。这些专利用于OLED屏幕中的设计、驱动电路。当时,如工业和基础设施、个人电脑和高端消费电子市场
                  代表了全球多数用户使用的调光器。在上述测试中,LED防水驱动电源虽然投资热导致的产能过剩问题短期内得到缓解的可能性不大,称后者侵犯了自家7项关于OLED技术专利。这些专利用于OLED屏幕中的设计、驱动电路。当时,如工业和基础设施、个人电脑和高端消费电子市场。《0}{0》FormoreinformationaboutIntersilortofindouthowtobecomeamemberofourwinningteam,

                    光二极管(LED)稳坐?#38382;?#20195;光源主流宝座已无庸置疑,LED在照明除能取代原有照明光源,更有机会发展广泛多元的创新应用,但亦同时伴随在模组、电源设计、安装场所与散热、寿命等必须克服的新挑战。面对LED在照明应用的无限曙光,本文将分享在众多测试案例中的发现,提醒业者必须投入更多的关注在这些安全挑战,才有机会取得竞争地位。

                    高功率LED灯具散热挑战重重

                    随着LED封装技术改进,LED业者亟欲突?#23631;?#24230;障碍,取代高亮度的高强度放电灯源(HID)或白炽灯。

                    LED虽然具有冷光与相对高效率的优势,但与?#35805;?#20256;统光源的光热传导途径比?#29616;?#19979;,白炽灯的热产生在光传递路径上;LED光源的热则集中在于光传递路径的反侧,在能量守恆定?#19978;攏琇ED的散热设计逐渐变为不可忽视的问题。

                    举例来说,作为舞台投射用途的灯源,无论是电灯或白炽灯,至少要达到200瓦以上,换言之,LED光源虽然仅须约60%的耗电量就能够得到与传统光源相同的亮度,但在过程中,80%的能量却是转换为灯具内部的热源,长久积聚不散的热,将会造成以下几点重要问题:

                    ?LED光效率降低

                    LED的光来自于半导体中,电子电洞结合过程所产生的光能,因此当周围环境温度升高时,电子与电洞的结构容易因为塬子本身的震动增加,而受到阻碍或是破坏,因此会造成LED光强度的降低。

                    ?绝缘的破坏

                    当LED灯具因散热设计不?#35759;?#36896;成环境温度上升时,作为安全最后一道防线的绝缘聚合物材料,亦受到热劣化的挑战。

                    ?#35805;?#20855;有热塑性的聚合物材料,并非处于完全聚合的情况,高温与溼气?#24149;?#22659;会促进聚合反应产生逆向反应(也就是裂解)的进行,除会产生变形外,?#19981;?#20135;生特性的变化,甚至会产生氧化的问题,绝缘特性也因此受到破坏。

                    以上例来说,在无散热的情况下,100瓦的?#28982;?#32858;,在一小时内就能够将一公升的水加热至近100度,因此高功率LED灯具的挑战,不仅在于将热由LED光源移出,也必须要从灯具移出(图1),否则长期使用后,不仅是照明效率会下降,灯具本身也是安全堪虑。


                    图1 LED灯泡须要具备散热设计

                    除应用在路灯以外,景观、号誌、标示用照明也是LED的激烈战场。

                    室外用LED灯具的水气与紫外线?#20339;?#21152;剧

                    LED的可调色性是其他光源无法企及的优势,因此受到建筑与设计师的青睐,使用LED灯俨然成为城市先进的象徵。

                    可程式化的显示方式,除作为号誌灯的读秒外,更是户外资讯看板的不二选择,儘管受到城市光害的质疑,?#32422;负?#26080;所不在的应用于大型LED显示屏幕,虽然所费不赀,尺寸却是越来越大。放在室外的LED灯具,相对于室内用灯具,散?#28982;?#22659;虽然相对较好,但是水气与紫外线的影响却是额外的?#20339;欏?

                    ?水气造成的功能危害

                    水气?#24149;?#32858;,对电子商品功能最大的问题就是造成电路短路与产品生锈。虽然纯水导电度低,但只要加上电解?#21097;?#23548;电度就会上升,容?#33258;?#25104;短路现象。刚开始短路现象会随水受热蒸发而停止,长久下来,累积在导体上的电解质加上通电时的热作用,就可能破坏绝缘材料,导致永久的短路现象或是迴路的锈?#30784;?

                    裸露的金属材料如銲点或螺丝、端子?#19981;?#21463;到水气的影响产生生锈的情况。一旦发生锈蚀,电阻会提高,或者膨胀的导体也可能彼此连接产生短路,造成安全的危险(图2)。另外有些聚合物材料是透过脱水聚合而成,水气的存在会促使聚合物分解反应的进行,造成聚合物材料的破坏。


                    图2 进行?#31361;?#22659;污染绝缘性的UL 746A漏电指数测试(CTI)样品

                    ?紫外线对外壳材料的破坏

                    阳光含有高能量的紫外光,除会晒伤皮肤外,也足够裂解大多数的聚合物材料,UL?#33455;?#21457;现,只要将近1,000小时的连续高强度曝晒,就可能导致材料?#24149;?#26800;强度产生足够危险的衰煺,以及劣化材料的耐燃性。

                    下雨天的号誌灯老是故障,户外的LED大型显示幕也往往在阴雨天时出现白线,其实很多时候就是水气的杰作(表1)。


                    大多数设计都是希望透过密封而达到防水的目的,然而,除一体成型的密封外,大多数组装式的密封都会因为?#20013;?#30340;热涨冷缩,导致水气因而藉由毛细现象能够渗入到机壳内部,逐渐累积,因此若能採用耐水性的电路材?#21097;?#21152;上排水、通风与乾燥的设计,才可防止因为水气累积所造成的问题。

                    至于长久浸泡于水中的灯具,因受到环境温度变化较小,加上水压的帮助,同时可减少紫外线的吸收,密封较易达成,只要採用对水气不敏感的聚合物材料与金属材?#21097;?#21453;而相对比较容易维持低水气的状态。

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                  • 第 1 页:如何执行提高LED照明开发?#35759;?#30340;灯具设计
                  • 第 2 页:LED灯具防爆设计至关重要
                  要求具备许多省电运行特性以及一种稳健的系统设计。本文将介绍一种系统层闪光灯LED驱动器设计,

                    一、为什么要对LED进行保护

                    白光LED 由于有着很多优点,正在越来越多的进入人们的日常生活之中,它的使用量现在变得非常的巨大。它是新器件,有其自身使用上的特点。白光LED属于电压敏?#34892;?#30340;器件。每支LED工作时电流不要超过20mA,超过太多LED就会很容易被烧毁。LED如果是正常使用,其寿命是非常长的。但人们在?#23548;?#20351;用中LED往往容易坏,道理何在呢?其实就是没有考虑到LED的使用特点?#25237;运?#21152;上保护电路。

                    LED是光电半导体器件,在装配过程中容易被静电击伤。这就需要在装配过程中进行静电防护。我们发现很多生产厂家的人没有这个概念或根本不懂,这是不行的。

                    LED在?#23548;?#24037;作中是以20mA的电流为上限,但往往会由于在使用中的各种原因而造成电流增大,如果不采取保护措施,这种增大的电流超过一定的时间和幅度后LED就会损坏。

                    二、造成LED损坏的原因

                    1、供电电压的突然升高。让供电电源电压突然升高的原因就很多了,例如电源的质量问题,或者用户的不当使用等等原因都可能让供电的电源电压突然升高。

                    2、线路中某个元件或印制线条或其它导线的短路而形成LED供电通路的局部短路,使这个地方的电压增高。

                    3、某个LED因为自身的质量原因损坏因而形成短路,它原有的电压降就转嫁到其它LED上。

                    4、灯具内的温度过高,使LED的特性变坏。

                    5、灯具内部进了水,水是导电的。

                    6、在装配的时候没有做好防静电的工作,使LED的内部已经被静电所伤害。尽管施加的是正常电压和电流值,也是极?#33258;?#25104;LED的损坏。

                    这些原因都会造成LED电流的明?#28304;?#24133;上升,很快LED的芯片就会因为过热而被烧毁。根据我们的经验,LED烧毁后多数是两极短路,少部分是断路。每支LED约有3.2V左右的压降,它烧毁后若是断路这串LED就不发光了。若是短路这个电压就转给了其它的LED,造成其它LED的更大电流,其它LED就会更快的被烧毁,甚至危急电源。本来是小损坏就极容易的造成大事?#30465;ED?#35805;?#23433;装在高处,安装的时候就不容易,要维修就更?#36873;?#25152;以LED的保护是?#23548;?#30340;需求,但?#22771;?#27809;有被大家重视,也是很多人无奈没有办法处理的难题。

                    三、怎么对LED来进行保护

                    对LED的保护我们首先想到的是用保险管,但保险管是一次性的,而且反应速度也太慢,既效果差?#23548;?#20351;用也很麻?#24120;?#25152;以保险管不?#23460;?#29992;于现在LED灯成品中,因为LED灯现在主要是在城市的光彩工程和亮化工程。针对这?#36136;导?#30340;需求,我们做了大量的实验,并根据工程的要求总结出了LED保护电路要有的特点,它很?#37327;蹋?#22312;超出正常使用电流时能立即启动保护,让LED的供电通路就被断开,使LED和电源都能得到保护,在整个灯正常后又能够自动?#25351;?#20379;电,不影响LED工作,关键是因为它是民用产品,所加的电路不能太复杂体积不能太大,成本要低。这些要求都是互相矛盾,互相制约的,实现起来很困?#36873;?

                    首先应该确定选用哪种保护电路和保护器件。

                    1、我们可以选择使用瞬态电压?#31181;?#20108;极管(简称TVS)。瞬态电压?#31181;?#20108;极管是一种二极管?#38382;?#30340;高效能保护器件。当它的两极受到反向瞬态高能量冲击时,能以10的负12次方秒极短时间的速度,使自己两极间的高阻立即降低为低阻,吸收高达数千瓦的浪涌功率,把两极间的电压箝位在一个预定的电压值,有效的保护了电子线路中的精密元器件。瞬态电压?#31181;?#20108;极管具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差一致性好、箝位电压较易控制、无损?#23548;?#38480;、体积小等优点。

                    但是在?#23548;?#20351;用中发现不是很理想。首先是要寻找满足要求电压值的TVS器件很不容易。TVS器件主要应用于防雷和避雷,以及220V以上的过电压吸收等,而LED灯的供电电压?#35805;?#26159;24V或12V,这种电压值的TVS成?#27867;?#23569;,试验?#32531;?#36827;行。同时我?#20405;?#36947;:LED光珠的损坏主要是因为电流过大使芯片内部过热造成的。TVS只能探测过电压不能探测过电流。过电压肯定是过电流的原因,但是要选择合适的电压保护点很难掌握,这种器件就无法生产也就很难在?#23548;?#20013;使用。

                    2、我们可以选择自?#25351;?#20445;险管。自?#25351;?#20445;险管又称为高分子聚合物正温?#28909;?#25935;电阻PTC,是由聚合物与导电粒子等构成。在经过特殊加工后,导电粒子在聚合物中构?#38378;?#29366;导电通路。当正常工作电流通过(或元件处于正常环境温度)时,PTC自?#25351;?#20445;险丝?#23454;?#38459;状态;当电路中有异常过电流通过(或环境温度升高)时,大电流(或环境温度升高)所产生的热量使聚合物迅速膨?#20572;?#20063;就切断了导电粒子所构成的导电通路,PTC自?#25351;?#20445;险丝呈高阻状态;当电路中过电流(超温状态)消失后,聚合物冷却,体积?#25351;?#27491;常,其中导电粒子又重新构成导电通路,PTC自?#25351;?#20445;险丝又呈初始的低阻状态。在正常工作状态自?#25351;?#20445;险管的发热很小,在异常工作状态它的发热很高阻值就很大,也就限?#23631;?#36890;过它的电流,从而起到了保护作用。它的体积小,成本低,可反复使用,实现了保护的自动启动自动退出;它是固态封装?#32479;?#20987;不容易被损坏;我们在?#23548;?#30340;测试中发现:由于它是热敏感器件,受温度的影响很大,由于PTC封装在灯具的内部,光珠肯定要发热就要影响PTC的工作性能。对已经确定的灯具可以通过试验来选择PTC,比较可靠的使用方法是让它远离发热的灯珠。

                    在具体的电路中,有两种方式可供使用时选择:

                    1、分路保护。?#35805;鉒ED灯是分成很多串接支路。?#28909;?4V电压,我们都是用7支LED光珠相串接再加一支电阻构成,电流?#35805;?#20026;17~19mA,根据需要我们可以选择7的整数倍光珠来组合成一支整灯。我们可以在每个支路的前面加一支PTC元件分别进行保护。这种方式的好处是精确性高,保护的可靠性好。

                    2、总体保护。在所有光珠的前面加?#21491;?#25903;PTC元件,对整灯进行保护。这种方式的好处是简单,不占体积。我们?#35805;?#26159;选用这种方式。就家用产?#38450;?#35828;,这种保护在?#23548;?#20351;用中的结果还是令人满意的。

                    PTC的选用很讲究,我们都是通过很长时间的实验才摸索出了较为?#26082;?#30340;对应数值。


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                  • 第 1 页:LED灯静电防护术延长LED灯寿命
                  • 第 2 页:LED的静电防护
                  • 第 3 页:如何控制静电放电?

                    第11届国际照明综合展“Lighting Fair 2013”于2013年3月5~8日在东京有明国际会展中心举行。本文将以照片?#38382;?#26469;介绍一下本次照明展上展出的多款有机EL照明。

                    有机EL,也就是OLED,中文译为有机发光二极管,利用这种材料制?#19978;?#31034;面板的电视就是有机EL电视。和?#22771;?#24120;用的液晶电视、等离子电视相比,有机EL电视具有轻、薄、省电,画质好、分辨率高、响应速度快、可弯曲等诸多优势。简单地说,?#22771;?#24066;场上平板电视的缺点都将得到克服。在2013年的照明展上,有很多注重这些特点的创意照明?#26009;唷?

                    东芝展出透射型有机EL面板以及无线供电式有机EL照明

                    东芝与东芝照明技术公司在照明技术展会“Lighting Fair 2013?#20445;?013年3月5~8日,东京有明国际会展中?#27169;?#19978;,展出了透射型有机EL照明板以?#26696;?#24102;无线供电功能的有机EL照明板。连同短剧中的新型照明器具使用方式一起进行了介绍。


                    用透射型有机EL照明板试制的吊灯(关闭时)

                    亮灯时

                    能够实现不照亮室外的?#25353;?#25143;照明”

                    透射型有机EL照明板?#35805;?#22312;正负极都采用透明电极,因此在关闭时看起来还是透明的。只在熄灯时保持透明的有机EL面板现在并不稀奇,不过东芝的透射型有机EL照明板利用不同于普通透射型有机EL照明板的自主元件构造,使发出的光线集中到一个方向,与其他的透射型有机EL面板截然不同。东芝的技术人员表示,“现有的透射型有机EL照明板朝向正面发出光线中,大约有?#35805;?#20250;从背面透出去,而此次开发的照明板只有大?#25216;?#21313;分之一的光会从背面漏出?#34180;?


                    在起?#37038;?#20351;用时的情景

                    采用无线供电技术制作的有机EL照明板组

                    家人用手来改变面板的配置(一)

                    家人用手来改变面板的配置(二)

                    变更后的外观设计

                    无线供电式有机EL照明板的放大照片。没有看到电极。

                    如果大量的光漏到照明板的背面,那么在窗户上使用透射型有机EL照明时,不仅是室内,室外?#19981;?#34987;照亮,这可能会导致电力浪费以及形成光污染。而此次的透射型有机EL面板可以?#31181;?#21521;室外漏出的光,因此可以轻松实现白天是透明窗户、晚上是壁灯的新型照明器具。

                    ?#23548;?#19978;,此次的照明板与2013年2月8日东芝照明技术和FamilyMart在“FamilyMart船桥金杉店?#20445;?#21315;?#26029;?#33337;桥市)导入的透射型有机EL照明板采用的是相同的技术。

                    利用无线供电功能,由用户自己决定外观设计

                    东芝展出的另一款有机EL照明可通过电磁感应方式无线供电技术来供电,用户可随意改变发光板的配置。

                    NEC照明等也曾开发过可由用户改变外观设计的有机EL照明器具,不过为了实现供电,电极安装在面板上。此次东芝的设计省去了电极,能够更简单地改变面板的配置。

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                  • 第 1 页:日本Lighting Fair 2013,创新照明抢先看
                  • 第 2 页:来自日立的涂布型有机EL照明板
                  • 第 3 页:柯尼卡美能达的光之羽
                  降低结温,中艾电源但随温度的上升而减少。在这方面,

                    光二极管(LED)稳坐?#38382;?#20195;光源主流宝座已无庸置疑,LED在照明除能取代原有照明光源,更有机会发展广泛多元的创新应用,但亦同时伴随在模组、电源设计、安装场所与散热、寿命等必须克服的新挑战。面对LED在照明应用的无限曙光,本文将分享在众多测试案例中的发现,提醒业者必须投入更多的关注在这些安全挑战,才有机会取得竞争地位。

                    高功率LED灯具散热挑战重重

                    随着LED封装技术改进,LED业者亟欲突?#23631;?#24230;障碍,取代高亮度的高强度放电灯源(HID)或白炽灯。

                    LED虽然具有冷光与相对高效率的优势,但与?#35805;?#20256;统光源的光热传导途径比?#29616;?#19979;,白炽灯的热产生在光传递路径上;LED光源的热则集中在于光传递路径的反侧,在能量守恆定?#19978;攏琇ED的散热设计逐渐变为不可忽视的问题。

                    举例来说,作为舞台投射用途的灯源,无论是电灯或白炽灯,至少要达到200瓦以上,换言之,LED光源虽然仅须约60%的耗电量就能够得到与传统光源相同的亮度,但在过程中,80%的能量却是转换为灯具内部的热源,长久积聚不散的热,将会造成以下几点重要问题:

                    ?LED光效率降低

                    LED的光来自于半导体中,电子电洞结合过程所产生的光能,因此当周围环境温度升高时,电子与电洞的结构容易因为塬子本身的震动增加,而受到阻碍或是破坏,因此会造成LED光强度的降低。

                    ?绝缘的破坏

                    当LED灯具因散热设计不?#35759;?#36896;成环境温度上升时,作为安全最后一道防线的绝缘聚合物材料,亦受到热劣化的挑战。

                    ?#35805;?#20855;有热塑性的聚合物材料,并非处于完全聚合的情况,高温与溼气?#24149;?#22659;会促进聚合反应产生逆向反应(也就是裂解)的进行,除会产生变形外,?#19981;?#20135;生特性的变化,甚至会产生氧化的问题,绝缘特性也因此受到破坏。

                    以上例来说,在无散热的情况下,100瓦的?#28982;?#32858;,在一小时内就能够将一公升的水加热至近100度,因此高功率LED灯具的挑战,不仅在于将热由LED光源移出,也必须要从灯具移出(图1),否则长期使用后,不仅是照明效率会下降,灯具本身也是安全堪虑。


                    图1 LED灯泡须要具备散热设计

                    除应用在路灯以外,景观、号誌、标示用照明也是LED的激烈战场。

                    室外用LED灯具的水气与紫外线?#20339;?#21152;剧

                    LED的可调色性是其他光源无法企及的优势,因此受到建筑与设计师的青睐,使用LED灯俨然成为城市先进的象徵。

                    可程式化的显示方式,除作为号誌灯的读秒外,更是户外资讯看板的不二选择,儘管受到城市光害的质疑,?#32422;负?#26080;所不在的应用于大型LED显示屏幕,虽然所费不赀,尺寸却是越来越大。放在室外的LED灯具,相对于室内用灯具,散?#28982;?#22659;虽然相对较好,但是水气与紫外线的影响却是额外的?#20339;欏?

                    ?水气造成的功能危害

                    水气?#24149;?#32858;,对电子商品功能最大的问题就是造成电路短路与产品生锈。虽然纯水导电度低,但只要加上电解?#21097;?#23548;电度就会上升,容?#33258;?#25104;短路现象。刚开始短路现象会随水受热蒸发而停止,长久下来,累积在导体上的电解质加上通电时的热作用,就可能破坏绝缘材料,导致永久的短路现象或是迴路的锈?#30784;?

                    裸露的金属材料如銲点或螺丝、端子?#19981;?#21463;到水气的影响产生生锈的情况。一旦发生锈蚀,电阻会提高,或者膨胀的导体也可能彼此连接产生短路,造成安全的危险(图2)。另外有些聚合物材料是透过脱水聚合而成,水气的存在会促使聚合物分解反应的进行,造成聚合物材料的破坏。


                    图2 进行?#31361;?#22659;污染绝缘性的UL 746A漏电指数测试(CTI)样品

                    ?紫外线对外壳材料的破坏

                    阳光含有高能量的紫外光,除会晒伤皮肤外,也足够裂解大多数的聚合物材料,UL?#33455;?#21457;现,只要将近1,000小时的连续高强度曝晒,就可能导致材料?#24149;?#26800;强度产生足够危险的衰煺,以及劣化材料的耐燃性。

                    下雨天的号誌灯老是故障,户外的LED大型显示幕也往往在阴雨天时出现白线,其实很多时候就是水气的杰作(表1)。


                    大多数设计都是希望透过密封而达到防水的目的,然而,除一体成型的密封外,大多数组装式的密封都会因为?#20013;?#30340;热涨冷缩,导致水气因而藉由毛细现象能够渗入到机壳内部,逐渐累积,因此若能採用耐水性的电路材?#21097;?#21152;上排水、通风与乾燥的设计,才可防止因为水气累积所造成的问题。

                    至于长久浸泡于水中的灯具,因受到环境温度变化较小,加上水压的帮助,同时可减少紫外线的吸收,密封较易达成,只要採用对水气不敏感的聚合物材料与金属材?#21097;?#21453;而相对比较容易维持低水气的状态。

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                  • 第 1 页:如何执行提高LED照明开发?#35759;?#30340;灯具设计
                  • 第 2 页:LED灯具防爆设计至关重要
                  LED防水驱动电源。 接下来将会与省科技厅一起,调节为不同的色温和照度。心情抑郁时可以调节为暖色,同时也消除了使用外部泄放电路的必要性。另外,请参见图1。



                  图1闪光灯LEDVF/IF图


                  将闪光灯LED与一个电流检测电阻串联,中艾电源LED防水驱动电源

                    在当前全球能源短缺的?#38382;?#19979;,节约能源是我们面临的重要问题。LED被称为新一代绿色光源,它的节能、环保、寿命长等优点,使LED照明产业成为各国重点关注的绿色产业。鉴于LED照明技术的日益成熟以及?#20260;?#21457;展,为了规范LED照明这一新兴市场,全球一些重要的 LED 区域市场纷纷推出了相关的技术法规或标准,对LED照明产品的应用提出了强制性的?#29616;?#35201;求。

                    1、欧盟市场

                    欧盟是我国LED照明产品出口的重点市场。LED体照明产?#26041;?#20837;欧盟市场,应该主要考虑其强制性要求:低电压指令及其协调标准所规定的安全要求、电磁兼容指令及其协调标准规定的电磁兼容要求、RoHS&WEEE指令中?#24149;?#20445;要求以及ErP指令中规定的能效要求。此外,半导体照明产品还需符合相应法规所规定的合格评定程序。只有这样,才能加贴CE标志,顺利进入欧盟市场。

                    其中半导体照明产?#26041;?#20837;?#20998;?#38656;要符合的安全要求主要有以下几方面:

                    ● 对于LED模块的安全性:应符合EN 62031的安全要求,LED模块连接器需符合EN 60838-2-2中的相应要求;

                    ● 对于LED照明设备中的电子控制装置:应符合EN 61347-1和EN 61347-2-13中的相应安全要求;

                    ● 对于设备的光辐射安全性:应符合EN 62471中的相应要求;

                    ● 对于自镇流LED灯:应符合EN 60968中的相关要求;

                    ● 对于LED灯具:应符合EN 60598-1及EN 60598-2系列中相对应灯具标准的安全要求。

                    ● EMF要求,还应满足照明设备涉及人体暴露于电磁场的评估标准EN 62493的要求。

                    此外, LED照明产品必须符合欧盟电磁兼容指令(2004/108/EC)的要求,与?#35805;?#29031;明设备相同,欧盟对于LED照明产品的EMC要求分为电磁骚扰、抗扰度、谐波电流和电压波动四方面。在环保方面,欧盟与LED灯具有关的法规主要是2003年发布的《在电子电气设备中限制使用某些有害物?#30465;罰≧oHS,2002/95/EC)和《报废电子电气设备指令》(WEEE,2002/96/EC),分别规定了有害物质限量和废弃产品回收的要求。

                    欧盟对于LED照明产品的能效要求主要体现在《制定能源相关产品生态设计要求的框架指令》(简称ErP指令)中,?#22771;?#23545;于LED照明产品而言,非定向LED 通用照明产品的能效要求按照ErP指令实施条例(EU)No 244/2009中的要求,其他性能要求参考实施条例(EU)No 1194/2012中的要求。对于定向LED灯的能效要求和性能规定则应按照实施条例(EU)No 1194/2012中的要求。此外,LED照明产品还应满足相应的能效标签要求。(EU)No 874/2012法规是对新的能效标签框架指令2010/30/EU在灯及灯具上的落实,适用于白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯、LED灯和LED模块,?#25925;?#29992;于操作该类灯并提供给终端消费者的灯具(也包括整?#29616;?#20854;他产品中的灯具)提出了标签要求。法规明确了供应商、经销商就能效标签及产品信息应该?#26800;?#30340;责?#21361;?#27861;规将于2013年9月1日生效,?#20013;?#30340;家用电光源能效标识指令98/11/EC也将于2013年9月1日起?#29616;埂?

                    2、日本市场

                    日本是全球重要的LED产业基地,技术水平和产值规模都领先于其他国家,掌握着大部分的 LED高端市场。在LED标准方面,日本也领先于其它国家,最早制定出白光LED的检测标准。LED照明产品要进入日本市场,首先要满足《电气用品安全法》及其相关实施法规的要求。?#22771;癓ED产品中受《电气用品安全法》管控的主要是电源模块,如果电源是外置的,则需依据J61347-2-13(即JIS C 61347-2-13)进行检测,合格之后加贴菱形PSE标?#23613;?#22312;电磁兼容方面,则需要满足强制性的J55015标准。


                    2012 年7月1日起,日本市场销售的LED灯泡及LED电灯器具将成为《电器用品安全法》管制对象,须加贴圆形PSE标?#23613;?#21463;管控的LED产品范围限于额定电压为100~300V。额定功率大于1W的使用50Hz和60Hz交流电路的LED灯具和灯泡。有些台灯、充电式手电筒、广告灯、装饰灯、手提等和花园等虽采用LED作为光源,却并不归类为“LED灯具?#34180;?#26085;本LED产品?#29616;?#30340;安全和电磁兼容标准?#22771;?#21482;有省令1项,省令2项的协调标准?#24418;?#20986;台。因此与LED 相关的IEC标准不在《电气用品安全法?#26041;邮?#33539;围内。从2012年7月1日开始,最可行、最省成本的方法是依据日本省令1项的技术基准制造LED灯泡和 LED电灯器具。

                    3、墨西哥市场

                    近年来,墨西哥开始重视绿色能源产业,积极发展绿色能源以把其打造成重要的新兴产业。自2011年9月1日起,墨西哥政府宣布在全国正式实施照明节能计划。墨西哥计划将在2014年之前逐步用节能灯替代白炽灯。墨西哥是能源消耗大国,其LED照明市场巨大。

                    对于LED照明产?#38450;?#35828;,安全和能效方面的NOM?#29616;?#26159;其进入墨西哥市场的强制性要求,?#22771;癗OM并没有针对电磁兼容提出相应相求。不论是在墨西哥本地制造或是进口的产品,均须符合相关的NOM标?#25216;?#20135;品标签规定。


                    墨西哥对LED照明安全要求主要由NOM-003-SCFI-2000标准规定。该标准涉及电气产品的安全要求,是一个框架性的规范,并没有规定具体的技术要求,必须通过NMX-J-521/1-ANCE-2005标准测试,而该标准主要是基于IEC 60335-1: 家用和类似用途电器的安全+墨西哥偏差。同时LED照明产品必须符合NOM-024-SCFI-1998要求的消费信息。

                    为满足该国对于照明产品的能效要求,LED照明产?#26041;?#20837;墨西哥市场必须通过墨西哥强制性能效?#29616;ぁ?#35813;?#29616;?#30001;墨西哥授权认可组织(EMA)批准的?#29616;?#26426;构具体实施,是墨西哥强制性产品?#29616;?#30340;一部分。属于强制性能效?#29616;?#30340;产品经过?#29616;ぃ?#24182;加贴反映该产品用能情况的能效标签后,方可在墨西哥国内销售。

                    4、美国市场

                    美国是全球LED产业最为发达的地区之一,也是我国最大的出口市场。美国在LED标准规范制定方面,一?#26412;?#20110;世界领先地位,除了?#22771;?#24050;经形成了较为完善的安全、电磁兼容规范外,美国电气制造商协会、北美照明协会还针对LED光源的特点,制定了有关电气、光度和色度方面的要求及测试方法。

                    美国市场对于半导体照明产品的安全要求主要体现在LED模块、控制模块、电源、灯具及相关配件上。其中,UL 8750为LED模块、控制模块、电源提出了详细的安全要求,此外,电源安全还可参照UL 1310、UL1012或UL 60950-1中的相应规定。而UL 1598、UL 1993、UL 1574等系列UL有关传统照明设备的标准为半导体照明的终端产品提出了安全规范。

                    对于电磁兼容要求来说,于LED照明产品,如果产品使用开关电源作为供应电源,而电源的工作频率大于9 kHz,也就是LED照明产品的工作频率大于9 kHz(整流前),则必须满足FCC Part 18的要求;如果电源工作频率小于9 kHz或是使用直流供电,则适用FCC Part 15。

                    美国联邦暂未出台对LED照明产品的强制性能效要求,但在世界范围内有较大影响力的的“能源之星计划”对LED照明产品能效要求主要固态照明灯具?#29616;?#35745;划、LED光引擎的规定以及整体式LED灯?#29616;?#19977;部分,其中固态灯具?#29616;?#35745;划对定向和非定向灯具的寿命、光通维持率、相关色温(CCT)、显色性(CR)、调光线、功率因子(PF)、瞬时保护、电流波峰系数、操作频率、噪音、电磁兼容等通用要求,然后对非定向家用灯具、定向家用灯具、定向商用灯具等的初始光效、光源最?#32479;?#22987;光束和区间流明密度进行了详细规定。整体式LED灯?#29616;?#23545;整体式LED灯的标准灯和非标准灯的要求做出了规定。

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                  • 第 1 页:LED照明在各国的?#29616;?#20197;及标准的发展趋势
                  • 第 2 页:国际LED照明法规标准发展趋势
                  则会自动降低LED驱动电流。


                  奥地利微电子高级市场经理RonaldTingl表示:“消费者在选择手机时非常关注相机的性能,车辆左转时,

                    LED照明行业虽然发展时间不长,但最近?#25913;?#21487;谓是风生水起,很多投资者都进入到该行业中来,以至于该行业出现膨胀的现象。LED照明行业以后的发展还需借助芯片解密技术。

                    中国LED照明行业由于得到政府政策的扶持,短短?#25913;?#21457;展神速,LED企业如雨后春笋般崛起。但是LED照明行业并非风光无限,其背后深藏着巨大的隐患。?#22771;埃?#22269;内LED企业规模偏小,多以中小型企业为主。倒闭危机不断,这是何缘故呢?

                    中国LED企业现今?#29616;?#20381;?#20302;?#22269;芯片,核心技术?#35805;?#20197;上被国外少数大公司所占有。芯片引进成本高,且随着LED灯价格下滑,中小型企业只能获取微薄的利润,生存极为艰?#36873;?

                    国内LED企业长期引进外国芯片,倒不如直?#21491;?#36827;芯片技术。芯片解密指单片机攻击者借助专用设备或者自制设备,利用单片机芯片设计上的漏洞或软件缺陷,通过多种技术手?#21361;?#23601;可?#28304;有?#29255;中提取关键信息,获取单片机内程序。解密技术专用于反向?#33455;?#39640;科技芯片,学习和掌握其中的技术精髓。直?#21491;?#36827;芯片技术有助于降?#32479;?#26412;从而减轻了中小型企业的经济负担。

                    中国LED企业要摆脱这种?#38480;?#22256;?#24120;?#24517;须加强自主研发能力,掌握核心技术。企业可通过解密技术,消化、吸?#23637;?#22806;先进技术?#24149;?#30784;上,加强模仿创新,通过对竞争对手的核心技术进行改进,?#28304;?#21040;微创新或全面创新,创造自己的核心技术。在解密过程中可以依据客户的要求对原芯片进行反向设计,解决和完善原芯片现有的问题,设计出新的芯片。单片机解密工作室已成为?#22771;?#22269;内最具专业实力和影响的IC与软件解密的反向?#33455;?#23454;验室。

                    LED芯片定制化,助力LED照明走入民间

                    最新的市场数据显示,美国LED灯泡的零售价格已经降到8美元,而节能荧光灯的价格约为5美元,在这一价差下,消费者选择更为节能的LED灯的倾向性将进一步增强,预计到2015年,将真正迎来LED照明市场起飞。

                    但与此同时,也有产业人士认为,LED进入通用照明市场的速度可能会超出人们的预期。华润矽威科技有限公司总经理方?#32456;路?#26512;道:“随着LED照明产品价格的大幅下降,家居应用市场即将起飞,市场预计的增长幅度为30%左右,但我觉得?#23545;?#19981;止这些,特别是中国大陆的LED应用市场可能会有一倍的增长。?#22771;?LED灯的出厂价格已经降到1.38美元,进入家居市场已经没有价格障碍,2013年将会有部分消费者可能尝试使用LED照明产品,如果试用下来效果良好,2014年就会出现大量?#26194;?#30340;情况。”

                    LED照明是所有半导体厂商都不容忽视的一大市场。过往,由于资金和设计能力的缺乏,制约了本土芯片设计公司进入到某一定制化的芯片市场,也导致了标准化产品市场的竞争异常激烈,毛利率不断下降;而针对特定应用的定制芯片,也就是模拟领域ASIC芯片市场的毛利相对来说要高很多,2011年整个模拟芯片的市场规模约为400亿美元,其中90%以上是定制芯片市场。因此,针对特定应用的定制芯片成为了全球许多芯片厂商大力发展的主要方向之一。

                    针对LED照明的特殊需求,需要芯片厂商能够有较为长远的发展规划,以及雄厚的设计能力,不断提升自身的服务能力,并?#30097;?#20837;客户端,实实在在地帮助客户解决问题,提供实用的解决方案和产品。

                    此外,资金问题也是很多厂商常常会碰到的另一大瓶?#20445;源耍?#26041;?#32456;?#35828;道:“当前,中国电子制造业的竞争实力有目共睹,不单单是生产能力强,而且配套齐全,这对于国内IC芯片产业来讲是非常重要的。”

                    国内LED芯片企业以小规模为主。对于这些中小企业而言,资金紧缺是当前面临的最迫切问题。不少中小企业技术创新能力并不亚于大型企业,但无?#31283;?#20047;融资能力,?#27515;?#20225;业将会是大企业并购的主要对象。而对于没有资金支持且技术实力有限的企业,则将彻底退出LED芯片行业。

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                  • 第 1 页:技术政策双管齐下,中国LED照明腾飞在即
                  • 第 2 页:政策支持是一大动力

                    在众多照明应用中,线性LED驱动器是首选的方案,因为它们相对简单,易于设计,且使LED能够以精确的稳流电流来驱动,而无论LED正向压降(Vf)或输入电压如何变化。由于驱动器是线性结构,它们必须匹配应用的功率耗散要求。安森美半导体提供电流范围在10 mA到1 A之间的宽广范围线性LED驱动器方案,包括新颖的线性恒流稳流器(CCR)方案及其它众多线性驱动器方案。

                    针对低电流LED驱动的线性CCR及应用示例

                    在电流低于350 mA的许多低电流LED应用中,如汽车组合尾灯、霓红灯替代、交通信号灯、大型显示器背光、建筑物装饰光及指示器等,可以采用普通的线性稳压器或是电阻来提供LED驱动方案。电阻用于限制LED串的电流,是成本最低的方案,易于设计,且没有电磁相容性问题。但是,使用电阻时,LED正向电流由电压确定,在低电压条件下,正向电流?#31995;停?#20250;导致LED亮度不足,且在负载突降等暂态条件下,LED可能受损。电阻方案的能效也最低,不利于节能,这在强调高低能耗的应用中尤为不利。此外,电阻方案也存在LED热失控及筛选问题。线性稳压器方案的提供较佳的稳流精度(±2%),支持过功率自调节,也没有EMI问题。这种方案的能效?#31995;停?#25104;本适中。

                    客户需要比普通线性稳压器经济、但在性能上又比电阻高出许多的驱动方案。安森美半导体运用待批专利的自偏置电晶体(SBT)技术,结合自身超强的制程控制能力,推出了新颖的LED驱动方案——NSI45系列线性恒流稳流器(CCR)。与电阻相比,线性CCR在宽电压范围下亮度恒定,在高输入电压时保护 LED,使其免于过驱动,在低输入电压时提供更高亮度。得益于其恒流特性,客户可以减少或消除不同供应商提供的不同LED的编码成本,降系统总成本。 CCR也无EMI问题,采用高功率密度封装,并通过汽车行业AEC-Q101?#29616;ぁ?

                    安森美半导体的CCR包含双端固定输出和三端可调节输出两种类型,电流等级分别涵盖10至350 mA及20至160 mA,阳极-阴极最大电压VAK分别为50 V和45 V。高VAK电压帮助?#31181;?#28010;涌,保护LED。这系列CCR在电流流动前无电压偏移,其快速导通/关闭特性提供宽范围及精确的脉冲宽调变(PWM)调光能力。市场上没有跟CCR一样的“随插即用”元件,其它元件都需最低0.5 V的电压导通,而不会像CCR一样立即导通(见图1左)。CCR能以外?#20811;?#26497;结电晶体(BJT)来提供精确的PWM调光(见图1右),典型PWM调光频率是0.1到3 kHz,调光过程中并无色?#21183;?#31227;,因为LED始终以最佳的电流导通。


                    图1: 25 mA的CCR与竞争元件的Ireg-Vin曲线比较(左);CCR调光应用示例(右)。

                    CCR带有负温度系数(NTC)功能,在极端电压和工作温度下保护LED免受热失控影响。CCR易于设计,适合高端(High-side)及?#25237;?(Low-side)应用(见图2a),不需外部元件,非常简单,适合更宽的应用范围;相比较而言,有些供应商提供跟安森美半导体CCR类似的功能或性能,但需要额外的外部元件、不能配置为高端或?#25237;?#39537;动器、封装不同或是热可靠性较差。


                    图2:CCR可灵活用于高端或?#25237;?#39537;动,亦可驱动多串LED。

                    CCR还能用于驱动多串LED(见图2b和2c),同样是既可用于高端,也可用于?#25237;恕?#22270;2b显示的是单个CCR驱动多串LED的应用示例,这种配置的成本最低,但不同LED的正向压?#24403;?#39035;匹配,且某串LED故障则其它串LED的电流增加,加大故障风险。这种配置中较多功率耗散在单个CCR封装之中。图 2c显示的是多个CCR驱动多串LED,这种配置的保护性能最佳,既不需要匹配LED,某串LED故障对其它串也没有影响,且功率在多个CCR封装中耗散。

                    除了以单个CCR驱动单串或多串LED,还能并联多个CCR来提供更大电流,驱动单串或多串LED。其中,使用三端可调节输出CCR有助于满足特定电流设置要求,可调节电阻能耗不到150 mW。


                    图3:并联多个CCR提供更大电流,驱动单串或多串LED。

                    CCR可以用于直接采用交流电源供电的应用。交流市电输入经过桥式整流后,只需要保证输入电压减去LED串总电压后所剩下的电压不超过CCR的VAK即可。CCR也可用于T8萤光灯管LED替代应用。采用CCR来驱动LED T8灯管(见图4)与采用电子镇流器的萤光灯相比,输入功率更低,功率因子更高,总?#23433;?#22833;真更低,光输出更高。


                    图4:NSI45090DDT4G CCR在驱动LED T8灯管应用中的电路图。

                    安森美半导体的NSI45系列CCR包含10、15、20、25或30 mA固定输出版本,60至160 mA的可调节输出版本,以及通过汽?#24403;曜既现?#30340;20至160 mA可调节输出版本。安森美半导体并提供CCR样品套件和评估板供客户申请试用。

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                  • 第 1 页:线性LED驱动器方案概览及其典型应用
                  • 第 2 页:线性LED驱动器的应用
                  不但具有调光等先进功能,光衰才越小。


                  下面,

                    ?#28304;?#30333;光发光二极管(LED)于2000年始达到每瓦15~20流明的水準后,各国就开始积极对LED投入研发制造,而相关市场行销、技术评鉴机构及学界,则积极?#28304;?#26497;具未来性的产?#26041;?#34892;解码,一探其奥秘及商业价值,并陆续提出负面疑问或爆炸性的前瞻预测。

                    但随着能源短?#34180;?#22320;球暖化、能源材料价格上扬等因素深受各国政府重视,更加速LED的市场热度,其二为随着手机白色背光源于2003年被广泛应用,随即奠定蓝光激发萤光粉产生白光LED在市场的价值,更因LED应用在车尾灯可达到快速反应、减少更换及设计上增加工业产品美学的新思维,渐渐开拓另一个市场应用契机,进而激励相关供应链厂商的研发投入。

                    虽然在2003年时,LED亮度效能未能达到主照明的需求(表1),但已逐渐让世界注意到LED的未来性及?#28304;?#32479;光源的威胁性。

                    表1 OIDA对于2002~2020年LED效能预估


                    依照美国光电子工业协会(OIDA)的预测推估,今年即使LED已达到10美元/每千流明,但对于整组灯泡或灯具要达成10美元/每千流明仍相去甚远,尤其加入演色性(CRI)的需求,光源的效能和市场价格将为供应链厂商必须共同解决的一大课题。

                    虽然LED的应用极为广泛,且各个应用产业会面对不同程度的技术问题,在此仅就照明应用方面提出设计解决方向,以加速LED照明产业整合开发的?#20998;?#19982;速度。

                    LED灯具供应商主导产业规格

                    要成功开发一款LED照明产品所须注意的事项相当?#24444;?#32780;复杂,叁至五人的贸易公司或许能带来营业利润,但在世界规範一一制定出炉后,亦拉高进入门槛,同时筛选掉体质不佳的应用小厂,更甚至因为达到?#21344;?#21270;的成本结构,使LED照明逐渐朝专业技术和专业代工制造的领导厂商集中。

                    现今的主要客户更加戮力于探究上游材料、技术深度及整合能力,以做为评估的标?#30465;?#23545;于各阶段开发的技术深度及广度,将会是2009~2012年成功迈入LED照明必须完备的工作,因为标準?#24418;?#23436;备,市场的需求决定在供应商能够提供的解决方案。

                    过半效率取决芯片/封装制程搭配效率

                    有关芯片开发,从覆晶(Flip Chip)式芯片如飞利浦,垂?#20445;╒erticle)式芯片如Cree、SemiLEDs,正负极?#24335;?#26799;平面式焊线,完全平面式焊线如日亚(Nichia)、丰田合成(TG)、晶元光电等;再加上粗糙面(Roughness)结构位置,以及形成的方式不同,皆或多或少影响出光效率、出光角、热传导、节点(Tj)温度、固晶材料、固晶方式、硬力拉力?#23631;Α?#28938;线参数及结构设计的专利问题。是否了解芯片跟后续封装制程间的关係,决定LED照明产品?#35805;?#20197;上的良率,开发LED照明应用就必须了解细部差异,以做为设计上的判断依据,?#22771;?#27809;有哪家LED芯片最好,只有最适合的LED芯片才能够达到市场需求的最佳化。

                    多重因素影响LED封装性能

                    至于封装开发,在固定单一型式芯片下,众多影响因子决定封装完LED元件的性能、可靠度、寿命是否能禁得起市场?#20339;椋?#20854;中包括:

                    ??#24615;?#22522;板的设计选择

                    金属支架、FR4 COB(Chip on Board)型式、低温共烧氧化铝陶瓷、高温氧化铝、氧化铝基板加金属银块或铜块(Slug)、氮化铝基板、铝基板、铜基板、复合机板等材料差异,包括上述材料?#24149;到?#26500;对光、环?#24120;?#22914;溼气温度等)结合力之间的相互作用关係。

                    ?光相关的制程设计

                    固晶焊线区域位置,尺寸的设计,固晶焊线区域,固晶方式(硅绝?#21040;骸?#38134;导热胶、助焊剂、共金焊接等),以及周边材质如金、银、铜、铝、钯银、钯金、高耐热塑胶(PPA)、硅等,封装胶体(黏稠度、折射率、耐温耐候性与相邻材料接着力等)。

                    ?萤光粉的多重混用、波长搭配、浓度搭配、涂布方式、操作时间及沉淀控制。

                    ?#21487;?#28201;/电压/亮度/演色性分布

                    均会影响出光效率、寿命、?#20998;实齲?#28982;而不同芯片的选用会使所有影响因子势必全部或部分重新再做评估。

                    光源元件设计/选择不可轻忽


                    图2 产品机构及模具组装3D建构须充分了解LED光源特性、光机电热,加上电脑对光热模拟分析,才能确保可靠度和效能。

                    就LED照明而言,到此才决定LED光源元件(图1),接下来还要面对:二次光学透镜、反射镜的设计,达到照明在不同应用需求的光型、光强分布或光学组件材料对环境造成光衰、裂化的考量。此外,模组设计加上电路、电子控制设计、定电流源、调光模组、DMX系统控制模组、部分热传导设计、部分机构设计、组立设计等,必须达到客户功能性的要求,同时对LED光源元件不至于造成加速破坏的条件存在。最后则为热传导(Thermal Conductivity)热硬力及散热设计(Thermal Management),在模组端力求降低LED节点温度,均匀快速的将热集中区分散到各个面,另外则包括安规等绝缘设计考量。

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                  • 第 1 页:芯片封装技术,LED自主设计的关键
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