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LED应急照明集成技术研究的难点和创新性

LED应用在应急照明上还是刚刚起步,对驱动电路的设计、应急功能的选择及应急灯具的结构设计有待研究,特别是在应急照明的标准和应急灯具的可靠性研究上还处于滞后状态。其主要技术难点如下:

  1、LED封装技术:科学、合理的LED封装结构,是提高LED光源取光效率和光电转化效率的技术关键。因此根据LED应急照明灯具的要求设计合理的LED封装结构,达到光衰最小化,满足散热要求是LED光源设计的难点。

  2、LED散热技术:LED的封装散热问题已经成为制约大功率LED发展的关键性因素。为有效解决大功率LED散热问题,将采用有效的散热与不劣化的封装材料,将LED热量有效传导,并解决光衰问题。

  3、二次配光技术:应急照明灯具最重要的参数是满足室内照明与应急照明的要求,其主要参数有平均照度、照度均匀度和维持照明时间,通过二次光学设计,结合LED的发光特点,设计符合配光要求的光学结构满足应急照明使用要求。

  4、LED智能控制技术:从LED光源的特性,研究数字智能化控制方式及驱动电源。研究适合于应急照明模式要求的最佳控制方式;研究与各种传感器结合的控制方式,研究适合于应急照明光源的驱动电源及应急电源可靠转换技术。

  5、应急照明灯具检测方法、可靠性评价方法及相关标准规范的编制和起草。

  上海棠汇光电科技有限公司在国家“十一五”的半导体照明技术攻关以及厦门国家半导体照明工程产业化基地建设中,积累了大量的LED器件设计与制造技术以及半导体照明产品的设计、制造、工程施工管理经验和拥有优秀的技术、管理团队。承担课题研究的照明事业部针对上述技术难点,在光源设计、灯具结构设计、驱动控制技术、检测技术和生产工艺等诸多方面按照课题计划要求,通过不断改进封装结构,优化二次光学设计的灯具结构,灯具检测、可靠性评价等一系列工作。解决了课题研究中遇到的技术和质量问题,在二次光学的优化设计、封装取光效率、散热、控制电路设计及产品可靠性等方面取得了明显进步,按计划完成相关投入,最终开发出满足课题目标的应急照明产品,建立了从光源封装、灯具制造到灯具检测的产业化示范生产线。研究的技术创新性如下:

  1、光源设计:采用高导热的金属基板或陶瓷材料基板封装,光源选用瓦级功率型芯片或小芯片集成,通过蓝色芯片激发荧光粉混色成白光或RGB三基色混合而成白光两种技术路线,制作适用的应急照明光源。

  2、光学设计:LED光输出方向性强,光学设计较传统光源有更大的难度。根据LED的光分布特性,通过灯具透镜和反射器的优化设计,改变光传输路径和方向,提高应急照明灯具的光输出效率。

  3、LED器件及灯具散热技术:通过选用新型材料和结构设计解决LED照明灯具的散热问题,采用热管与共晶焊等技术,将导热材料和LED灯具或芯片直接相连,将LED热量有效传导和散发,降低了LED工作结温,延长了LED及灯具的使用寿命。

  4、灯具设计:研究开发了适应于LED应急照明的灯具,采用防爆、防潮、防水、耐腐蚀、耐高低温的新型材料,通过工业设计,形成构思新颖、具有创新性、外型美观和具有自主知识产权的应急照明灯具。

  5、驱动控制电路设计:针对LED应急照明灯具的特性,开发了结构简单、性能可靠、成本相对低廉的恒流驱动电路,形成规范化、标准化、模组化控制电路。

  6、便携式照明灯具技术集成:满足在特殊应急环境中携带使用方便、具有自发电功能、可多次循环使用的应急照明灯具。

  7、应急照明的系统技术集成:研究具备日常照明,断电及灯具失效声光报警逃生及救灾应急照明功能的新型室内照明灯具集成技术及其控制技术。

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