提高LED照明效益:从元件、驱动电路设计入手
品慧电子讯在照明应用方面,LED的亮度优化,绝对是LED照明应用产品决胜的关键点,而在HBLED产品导入设计,不只要考量灯具的整体输出效果,对于户外型的路灯应用,必须从防水、耐候与安全各方面应用要素考量。
LED街灯、路灯应用,其节能环保特点,对节约能源具一定程度改善效用,因为传统街灯大多使用高压纳灯达到所需的照明亮度要求,但高压纳灯的寿命较短、运行相对耗能,实际使用时不只是维护管理成本相对较高,耗用能源问题也相对让其应用效益减低。
LED发光原理与材料特性与纳灯、白炽灯不同,其采用半导体技术的发光效果,实际会因热或外部电流变化产生亮度差异,尤其是长时间使用下,LED所发出的光亮会随著时间增长而出现逐渐减弱现象。
LED要达到故障、损坏状态,大多不会出现光源直接失效,而是会以发光效率缓慢下滑的状态呈现,这对实际用于路灯或是其它照明应用相当具有效益,因为可在更换、维修方面不用过度急迫,而是可以有计划地针对故障或光效率低落设备进行维护、替换,节省维运成本支出。
LED寿命长 驱动电路也需考量寿命问题
维持LED使用寿命,是现阶段提升传统光源换用LED环保光源效益的关键之一,因为产品寿命增长,代表著换用新光源的投入成本效益越高,同时,维护光源稳定服务的效益也相对提升。而提升LED使用寿命主要考量两大因素,维护稳定运行电气条件与其它外部影响问题。
在LED驱动电路设计,必须针对启用与关闭驱动电流进行验证,同时分析电路温度状态。一般而言,启动时过高的瞬间电流可能会对整流或DC-DC电路产生不良影响,例如,影响关键元件寿命或运行效能。此外,驱动LED的电路应避免过大的驱动位准飘移,因为电子电路运行会因为相关元件的电气特性而影响整体驱动能力表现。
图1:首尔半导体开发的ACRICHE ACLED产品,可以AC 230V驱动。
对于旧有防止驱动电压、电流飘移的电路技术,早期设计方案在使用元件性能有限与飘移控制要求较低,但在LED设计方案中,对于飘移控制的要求更高,必须使用更精密的控制电路。为达到高控制要求,会相对使控制电路的复杂度增加、相关应用元件数量增加,而控制电路的能耗也会因此增加,在电源设计方案中必须取得平衡。
户外LED光源应用环境严苛 设计时需加以考量
尤其是路灯的运行环境相较室内用光源更为严苛,因为路灯照明应用环境必须能在高/低温变化剧烈、高湿度与震动严苛环境下使用,尤其是LED驱动模块在应用时持续处于高温环境工作、模块散热条件相对较差,这导致LED光源整体的可靠度降低。在高可靠度、高效率与低功耗要求下,同时还须考量产品量产的成本与终端售价是否具竞争力。
电能使用状态方面,LED光源路灯模块的运行环境温度可能会从早到晚出现剧烈变化,而且此剧烈温度变化可能每日往覆出现,这意味著路灯的电子电路系统在约4~5年的使用期限内,装置与零件需面对近2,000次环境温度剧烈变化考验,这对于电子电路在稳定性、低功耗、低飘移问题改善设计上带来巨大挑战。
- 一页: LED寿命长 驱动电路也需考量寿命问题
- 第二页:LED功能失效特性 可降低维护成本
- 第三页:不同LED照明设计方向 亦可增加元件发光效率