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LED驱动电源技术国内外研究现状及发展趋势

导读: 分析国内外产业发展政策,LED照明都毫无疑问代表了未来照明的方向,随着一系列扶持政策的陆续出台,以及技术、观念的全面革新,LED产业将在未来三五年开启爆发式增长模式。

  在设施农业中,通常所采用的人工光源是荧光灯与高压钠灯。近年来,随着光电技术的发展,发光二极管(LED)的亮度与效率也大幅度提高,使得这种光源在设施农业生产中的应用变为可行,尤其对封闭可调控的设施农业环境(如植物工厂,组织培养室、植物生长箱等)是一种非常合适的人工光源。为此,主要介绍了LED在设施农业中的应用及发展趋势。

  市景观照明追求的不是亮度,而是艺术的创意设计,LED产品应该能够找到它的用武之地。发光角度小的LED方向性强,可作局部重点照明;在封装材料中添入散射剂可以实现175度的发光角适合较大范围内的照明,问题是目前城市夜景照明中建设单位过于追求高亮度难以给设计师提供足够大的选择范围,目前在城市夜景照明工程中常用的LED光源主要有:线性发光灯具、装饰草坪灯、景观灯、球泡、水下灯、地面灯具:地埋灯、发光地砖、石灯、利用太阳能电池作为能源的LED灯具。

  国际上LED的医学应用研究工作从20世纪90年代开始,1993年美国太空总署(NASA)首先提出LED生物医学应用研究。其研究内容包括:利用LED照射舒缓宇航员运动疲劳、处理伤口,用于肿瘤的光动力治疗和消除皮肤炎症、溃疡,促进创伤愈合以及面部嫩肤、除皱、除斑,治疗座疮等等。相继推出LED医疗应用成果的还有以色列和英国。通过大量临床实践,各国生物医学界专家一致认为LED医疗器械是目前最能替代He-Ne激光器进行光疗的器械,在医学应用领域有着极其广泛的开发前景。故LED电路的设计显得尤为重要,没有驱动LED永远发不了光。每个厂家所用LED都是一样的,不同之处在于驱动电路的不同,好的驱动电路能使其工作时间更长,发挥更多的作用,节约更多的能源,LED相比于普通的白炽灯所用电量更少,但能发出同样的光芒,使用年限也更长,正因为有各种高性能高质量的电路使得LED能发挥其历史性的作用,来为我们照福,为国家照福,为人类照福。

  一、国内外研究现状及发展趋势

  (1)国外LED电路发展现状。半导体照明技术的开发研究引起了全球研究机构和企业的重视。国外共有近200家公司参与GaN器件、材料和设备的开发,近300所大学和研究所参与GaN的研发。目前,功率型白光LED光视效能(发光效率)已经达到100lm/W,研究水平达到160lm/W。经过技术发展和市场竞争,世界主要LED厂商已经形成各自的技术特色。日本日亚化学处于全球技术领先水平,垄断高端白色、蓝、绿色LED的市场,丰田合成在白光LED及车灯照明技术开发据国际前端;美国Cree的碳化硅衬底生长GaN外延片国际领先,传统照明巨头Philips绝对控股的美国Lumileds功率型白光LED国际领先;传统照明巨头Osram欧司朗控股的德国欧司朗光电半导体功率型LED封装和车用LED灯具开发国际领先。

  (2)国内LED电路发展现状。国内的外延片生长技术主要源于美国、基本上是进口美国的有机金属化学气相沉淀(MOCVD)装备,这些装备在美国就不是一流的装备,在整个LED产业外延片的生长、芯片、芯片封装3个环节中,外延片生长投资要占到70%,外延片成本要占到封装成成品的70%,同时外延片生长技术的人才全世界都缺乏,简单的说,外延片的水平决定了整个LED产业水平,国内近几年也陆续引进了50多台MOCVD装备,均处理大生产工艺摸索阶段,一旦工艺成熟,则会上10倍地增大装备数量形成规模生产,市场需求巨大。

  国家“863”计划和信息产业发展基金及时支持了国产外延设备如液相外延炉和MOCVD设备的研发(中科院半导体所、中电科技集团公司第四十八所),通过整机消化吸收,关键技术再创新等措施,填补了国内空白,使长期制约我国LED产业发展的装备瓶颈得以突破。随着国家照明工程的起步,国内LED芯片设备的巨大需求再次引起了国外半导体设备生产商的积极响应,他们日益重视中国这个巨大的市场,但是,这里面也存在着一个隐忧,国外芯片设备高昂的价格,相对制约了国内企业的规模化、产业化发展,也消耗了国家大量宝贵的外汇。同样也挤占了国内设备生产商的发展空间。

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