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新型固态照明(SSL)技术需引入智能化控制方案

作者:时间:2009-11-11来源:网络收藏

  LED使用寿命虽长 却易产生色度漂移

  图1中的解决有许多应用,如应用在要求每个模块的颜色输出与邻近模块的颜色相匹配的汽车仪表板中。越来越多称为情境的应用也陆续出现,当然,也存在一些明显的缺陷。


图1 简单的白光LED系统范例

图1 简单的白光LED系统范例

  首先,此解决的效率较低,因为它是一个线性解决,且每个发光器串联的限流电阻器会消耗一些功率。在应用的整个生命周期中还会出现更多的问题。

  实际上,LED的主要优点之一在于极长的工作寿命,但这也导致了色度漂移的问题。LED在工作50,000小时或更久后,其光输出会逐渐下降到其标称值的70%。相较于白炽灯泡在使用1,500小时之后会突然报废的状况,其使用寿命确实很长。但不幸的是,在这50,000小时中白光LED的CCT会发生变化,随着荧光粉的老化而升温,趋近于蓝色。即使是RGB LED解决方案也会有类似的问题,随着三色发光器以不同的速度按照不同的曲线缓慢的老化,还是一样会产生CCT色度漂移。

  通过使用微器的智能功能,可以设计出多种,以使用预测算法或通过实现死循环系统来对组件的老化进行补偿。许多制造商会采用对光颜色敏感的组件,当配合简单的PID算法使用时可以一次解决色度漂移问题,当然这样会增加解决方案的成本。因为变化是在数千个小时中极其缓慢地进行,所以毋须高计算性能,即使是最低成本的8位微器也可用于实现此控制机制。这种机制不但可以补偿LED的老化,还可以补偿驱动电路的老化,这个优点对于如此长的应用寿命时间而言是非常重要的。

  温度管理为应用挑战

  普通照明应用另一挑战为温度管理。如前述高功率LED在窄频谱范围(在可视光谱中)内向外产生电磁辐射时不会消耗多余的能量,但仍会附带产生热量。与白炽灯泡等光源的不同之处在于这种热量只能通过直接接触(传导)而不是辐射的方式传递。为了与白炽灯泡照明系统兼容,会在普通照明系统如配套设备的设计中强加一些重要的限制。换句话说,为给定额定功率的白炽灯泡设计的照明系统很难适应同等功率的LED灯,因为热传导路径可能非常有限。高热阻路径会使LED发光器迅速过热,从而破坏含磷材料(对于白色LED),并且很快会损坏LED接合点。

  功率转换/控制为LED焦点

  LED所有焦点都集中在获得最大发光效率(lm/W)上,因而驱动/控制电路的效率也必须受到同样的重视。LED是相对低电压组件(Vf~3-4伏特),与市电提供的高压110~220伏特完全不匹配。此外,为了工作在最佳的效率等级和维护光输出的恒定,须要精确控制LED的电流。只有开关能够提供这种转换所需的高效率。



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