驅動電子元件技術改良能延長高亮度LED產品壽命

引述: 
毋庸置疑,發光二極體的耐用及長壽特性能夠在不同應用中派上用場,帶來顯而易見的效益。然而,當高功率的LED應用于高光度的操作,散熱便成為關鍵的問題。事實上,輸入LED的電力只有不足20%轉化為光能,其餘的80%則轉化為熱能。這實在是照明系統設計人員需要克服的問題。

假如照明系統實施欠佳,即使是最完善的導熱設計,也難以盡展所長,發揮真正的用途。保持安全的LED操作環境、減少熱力耗散對LED壽命造成影響的責任,便落在用於驅動LED的電子元件之上。

事實上,只要我們看看高光度LED製造商提供的元件產品規格,便不難確定需要留意的主要設計參數,並且可以得知在高溫下操作對這些器件的負面影響。

LED的實際壽命與功率耗散和LED結點的溫度往往成反比。製造商可顯示在Tj80℃溫度下運行約一億小時的平均故障間隔時間(MTBF)。在實用的系統中,LED的故障不一定會造成大問題,不過在散熱不足、而Tj又升至120℃或以上的系統中,LED的壽命便會大幅縮短。在一些極端的情況下,LED更會即時出現故障。

熱能設計可引入超補償功能,藉以抗衡最惡劣的環境。然而在某些情況下,這是不可能的事情。以筒燈為例,一般安裝在絕緣的天花板間層空間。這層空間不僅妨礙散熱,還沒有足夠位置安裝額外的散熱設施。

相對光度也與結點溫度成反比。隨著資料的變異,製造商估計在最大結點溫度下的光線輸出會減弱30%。

同樣,流明維護效果與結點溫度也成反比。在70℃結點溫度下,一個LED操作超過5萬小時後,一般會損耗三成光度輸出;溫度更高時損耗會更大,但正式資料尚未公開。

因此,設計人員最重要的目標,就是儘快散發LED的熱量,從而把結點溫度保持在最大額定值以下,避免過早出現故障。

一般來說,用來產生所需LED電流的電子器件,可以輕易引入偵測溫度過高的方法,有效減低LED的驅動電流,保持穩定的操作溫度。雖然光線輸出會略為減弱,但LED的“生命力”卻十分旺盛,可以長期運作。

以某LED驅動電路設計為例,其降壓轉換器配備溫度控制功能,驅動電流高至1安培,供應電壓介乎4伏至6伏。該電路利用一個150kΩNTC熱控管進行溫度偵測,該元件所設位置與LED保持緊密的熱力接觸。流過熱控管的電流會倍增,再與峰值交換電流相加,從而調節LED電流。

只需要加入簡單的、低成本的電子元件,就可以保護貴重的高光度LED。這種技巧可以在很多不同的控制系統上應用,同時適用於採用任何ZXSC系列LED驅動器IC的降壓和升壓操作模式。這種熱保護設計有助照明系統的設計人員實現更小巧、生產成本更低的解決方案。
來源: 
Zetex亞太區銷售副總裁 李錦華
RSS RSS     print 列印         announcements 線上投稿        
瀏覽人次:5125
【免責聲明】
1、「LEDinside」包含的內容和資訊是根據公開資料分析和演釋,該公開資料,屬可靠之來源搜集,但這些分析和資訊並未經獨立核實。本網站有權但無此義務,改善或更正在本網站的任何部分之錯誤或疏失。
2、任何在「LEDinside」上出現的資訊(包括但不限於公司資料、資訊、研究報告、產品價格等),力求但不保證資料的準確性,均只作為參考,您須對您自主決定的行為負責。如有錯漏,請以各公司官方網站公佈為準。
【版權聲明】
「LEDinside」所刊原創內容之著作權屬於「LEDinside」網站所有,未經本站之同意或授權,任何人不得以任何形式重制、轉載、散佈、引用、變更、播送或出版該內容之全部或局部,亦不得有其他任何違反本站著作權之行為。