新一代1W型白光LED的性能特點(diǎn)分析

新一代1 W型白光LED具有改進(jìn)的功能，可為各種照明應(yīng)用提供更高的效率。它們結(jié)合了高光通量，降低的正向電壓和更低的熱阻。所有這些特性都會(huì)影響LED壽命和LED亮度，整體效果比上一代產(chǎn)品更高。

這些新設(shè)備還具有改進(jìn)的溫度穩(wěn)定性（有助于簡(jiǎn)化熱管理）和更小的封裝尺寸，包括更低的高度輪廓，以提高設(shè)計(jì)靈活性。

LED制造商將組件技術(shù)的改進(jìn)歸功于芯片制造，熒光粉組合和封裝等領(lǐng)域的增強(qiáng)。

1W發(fā)射器的特性讓我們首先為普通照明應(yīng)用定義1 W發(fā)射器。這些通常被工業(yè)特征為350mA/mm 2面積。但是，重要的是要注意，在某些情況下，1 W（1 mm2）器件可以驅(qū)動(dòng)高達(dá)2.5 W.

歐司朗光電半導(dǎo)體的新一代OSLON SSL LED就是一個(gè)例子，據(jù)說(shuō)可以提供效率提高約25％，同時(shí)具有更高的溫度穩(wěn)定性。這部分是通過(guò)使用新的磷光體系統(tǒng)來(lái)提高光輸出的轉(zhuǎn)換效率和溫度下的顏色穩(wěn)定性。

歐司朗光電半導(dǎo)體的SSL主管Brian Terao表示，隨著芯片和熒光粉系統(tǒng)的改進(jìn)，這些白光LED即使在100°C時(shí)也能達(dá)到97％的效率。 “通常，當(dāng)溫度從室溫升至100°C時(shí)，你可以看到10％至15％的光輸出下降，”他補(bǔ)充道。

Terao表示，這是一個(gè)重要特性，特別是當(dāng)?shù)湫蛻?yīng)用在65°C至95°C范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)。因此，從理論上講，如果產(chǎn)品在溫度下更穩(wěn)定，它可以在保持光輸出的同時(shí)更熱，這反過(guò)來(lái)又轉(zhuǎn)化為應(yīng)用所需的熱管理更少。除了量子效率，它表明芯片將電能轉(zhuǎn)換為藍(lán)光的能力，另一個(gè)需要解決的因素是提取效率，有多少藍(lán)光從芯片“逃逸”，Terao說(shuō)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，歐司朗選擇了一種頂部發(fā)射器設(shè)計(jì)，可以從芯片中獲得更多的光。

OSLON SSL的另一個(gè)特點(diǎn)是陶瓷基板頂部的白色反射表面（圖1）。 Terao表示，這可以提高反射率，可以將光線提高3％。

圖1：OSRAM的OSLON Square（上圖）和OSLON SSL下一代白光LED均采用白色反射表面來(lái)增強(qiáng)光輸出（由歐司朗光電半導(dǎo)體公司提供）。 “這些所有這些東西 - 芯片，熒光粉系統(tǒng)和封裝 - 在流明和功效方面不斷提高基準(zhǔn)，”Terao補(bǔ)充道。

OSLON SSL具有熱阻（Rth）熱阻較低意味著LED芯片的熱量較少，在暖白色（3，000 K）下的光通量通常為98流明（lm），在應(yīng)用溫度為35 mA時(shí)工作電流為350 mA。芯片溫度為85°C.

OSLON SSL LED有暖白色（3，000 K色溫，顯色指數(shù)（CRI）80分鐘），適用于室內(nèi)照明應(yīng)用，冷白色（5，000 K，CRI 70 typ） ），所有設(shè)備都采用3 x 3 mm封裝。

具有典型的發(fā)光效率 - 光通量和電功率之比 - 在85°C時(shí)為96 lm/W（3，000 K時(shí)）色溫）歐司朗聲稱OSLON SSL LED是目前效率最高的1 mm2芯片LED之一。與公司上一代產(chǎn)品相比，這可以使效率提高約25％。對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，這意味著需要更少的LED來(lái)滿足相同的光通量。

設(shè)計(jì)人員還可以考慮像OSLON Square高功率白光LED這樣的2 W型器件。在工作電流為700 mA（略高于2 W）時(shí)，它可以驅(qū)動(dòng)高達(dá)1.5 A，與OSLON SSL一樣，它具有相同的白色反射表面，并采用3 x 3 mm封裝。

通過(guò)使用相同的封裝尺寸，設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在可以選擇在相同的封裝內(nèi)選擇1或2 W器件。

OSLON Square可以通過(guò)多種方式使用。例如，與OSLON SSL相比，LED在相同封裝中以700 mA驅(qū)動(dòng)時(shí)提供兩倍的光，但它也可以在350 mA下驅(qū)動(dòng)以提高效率。

在700 mA的工作電流下，OSLON Square提供高于90 lm/W的功效，在350 mA時(shí)，功效高于100 lm/W.

“雖然OSLON Square的特性為700 mA（最大電流1.5 A），但有些選擇在較低電流下運(yùn)行以最大限度地提高效率，”Terao說(shuō)。 “當(dāng)然，這會(huì)增加$/lm，但客戶會(huì)平衡最大化效率與每流明成本之間的差異。”

OSLON Square（700 mA）的發(fā)光效率在85°C（3，000 K色溫）和115 lm/W（5，000 K色溫）下為96 lm/W.它具有3.8 K/W的低熱阻。

針對(duì)戶外應(yīng)用，OSLON Square PC和UW LED可以在200 mA至1.5 A的電流下運(yùn)行，從而開(kāi)啟其他應(yīng)用，包括筒燈和聚光燈。根據(jù)歐司朗的說(shuō)法，這些LED具有至少70（4，000 K）和65（6，000 K）的CRI，結(jié)合了高質(zhì)量的光和高效率。

雖然封裝尺寸稍大，但Vishay Intertechnology在Little Star系列功率LED中的1 W白光LED系列也可用于各種應(yīng)用。白光LED具有10 K/W的低熱阻和高發(fā)光強(qiáng)度（亮度）。

據(jù)Vishay介紹，這些冷卻，中性和暖白色1 W LED使用氮化物熒光粉，可在整個(gè)溫度范圍內(nèi)提高色彩穩(wěn)定性。通常，Vishay指出，磷光體，包括YAG，TAG，硅酸鹽或氮化物基磷光體，以及特殊混合物，用于白光LED。該公司選擇了氮化物熒光粉，因?yàn)樗哂袠O佳的色彩穩(wěn)定性，而不是環(huán)境溫度（圖2）。

圖2：通過(guò)使用氮化物基磷光體，Vishay的VLMW712系列與現(xiàn)有硅酸鹽和基于YAG的更高溫度的解決方案相比，可提供更好的流明維持率（由Vishay Intertechnology提供）。

VLMW712系列LED采用6 x 6 x 1.5 mm封裝，驅(qū)動(dòng)電流高達(dá)350 mA，典型亮光強(qiáng)度為33，500毫安德拉（mcd），典型光通量為67.2至113.6 lm 。這使它們適用于從交通信號(hào)燈和室內(nèi)/室外視頻和廣告照明到建筑照明和普通照明的許多照明應(yīng)用。

白色LED為冷白色（33，500 mcd）提供87至113流明（lm）的光通量，中性白色（29，400 mcd）為76至113 lm，暖白色（25，000 mcd）為67至87 lm ）。最大正向電壓為4 V.