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我們在討論和使用LED光源時,都會想到LED的壽命長、節約能源、亮度高等特點。LED光源雖有以上優點,但是也有很多應用問題值得我們探討,只有給LED配上合適、高效的LED電源、合理的電路設計、完善的散熱措施、正確的裝載製程才能充分配揮和利用LED光源的優點,這也是為什麼近來LED驅動IC產品發表的頻率之高,業界在這方面的腳步發展很快。
一、電源是影響LED光源可靠性和適應性的一個重要組成部分必須作重要考慮。
在LED光源的產品中,如光柱、草坪燈、地埋燈、裝飾燈等,均是用市電電源的交流電供應,這就要求在這些燈具中設定AC-DC轉換電路,以適應LED電流驅動IC的特性。以LED光柱為例,為方便於建築中的裝載與設定,需要在數十公尺長光柱間相互對接,而只能用一個電源接入點,因此每根光柱內要設定一個既能獨立工作又能相互對接的獨立電源。這個電源既要有一定的供LED所需的接近恆流的正向電流輸出,又要有較高的變換效率,否則就會失去LED節能的優點。
另一方面,LED相關零件的成本也很重要,選取的途徑有開關電源、高頻電源、電容降壓整流電源等多種,根據電流穩定性,暫態過沖以及安全性、可靠性的不同要求,進行多方面考量再選取。一個內建可以放置在E-27標准燈頭內的高頻電源,以及開關電源這類電源的LED燈具,可以適應交流85伏特~240伏特的工作電壓範圍,而燈內LED的電流基本不變,使LED的電源供應十分安全可靠,電源效率達90%。
二、LED器件的可靠性評述是LED光源產品另一個重要考慮因素。
作為半導體型態的零件,LED的產品失效型態研究對評估LED光源的壽命十分受到關注,LED產品同樣符合「浴盆曲線」這一失效規律,因此如何篩選早期失效器件,也就是說透過加速的方式來進行壽命試驗方法的研究,這方面顯得特別重要。
三、提高LED發光效率,改善散熱特徴,是LED光源發展中必須解決的問題之一。
隨着LED光源的被廣泛應用,現階段業界的晶片封裝方式許多已無法適應燈具產製的需要,不僅如此,目前LED晶片的大小也正在向大面積化發展,大功率LED的出現日益風行,因此對晶片的版圖設計、晶片的熱分散研究勢在必行,對於封裝企業則要解決低熱電阻支架以及支架材料的導熱不導電的特徴研究,這也需工業協同來加以發展。
四、開展LED可靠性研究,規格器件老化篩選標准,是解決LED光源在應用中遇到的一些問題的有效途徑之一。
如果能深入探索這些問題,對提高LED產品應用水準,促使LED光源能逐步取代傳統光源的時程加速。從外延片的生長>晶片設計制造>LED封裝>成品應用等各方面努力,LED光源真正能夠拓展到一般家庭與更多日常應用的時刻就為期不遠,取代傳統照明,這時LED產業的發展才是對地球環境有更多貢獻,產值驚人的地步。