[01369127]低光衰LED灯及其高效驱动器的设计

1、任务来源 本课题是河南省教育厅2011年度自然科学研究计划项目,由教科外[2010]1005号文件批准下达,项目类别属于“科技攻关”,项目编号为2011C510013。 2、应用领域及技术原理 发光二极管LED （Light Emitting Diode）是一种可将电能转换为光能的能量转换器件,具有工作电压低,耗电量少,性能稳定,寿命长等优点。因此在照明领域、显示器件及短距离、低速率的光纤通信用光源等方面有广泛的应用。 目前一般大功率LED采用模组式结构,即将每个独立的1w发光二极管,通过串并联组成大功率的LED模组,而本项目采用集成式结构,即将40支LED芯片,通过绝缘材料隔离装在一个基板上,以减少管芯到基板间的热阻。结温对LED光输出的影响非常大,实验证明发红、黄光的LED与发蓝、绿光的LED,其光输出的强度明显依赖于器件的结温,白色的LED比蓝色的LED具有更高的温度灵敏度。所以当夏季太阳光下50°C的环境温度,保证LED结温不超过100°C是非常必要的。要想使结温不超过100°C,必须降低管芯到基板、基板到散热器、散热器到环境空间的热阻。为减少这些热阻项目组解决了几个关键技术问题,提高了LED的工作稳定性,减少了因LED结温上升引起的光衰。 3、性能指标及完成情况 （1）输入电压：220 10%,频率50HZ/60HZ （2）输出电压：30V（额定） 1V （3）输出电流：1.4A 100mA （4）功率因数： 90% （5）效率： 85% 4、成果的创造性、先进性 项目产品由EMI电路、整流电路、有源功率因数校正电路、DC-AC-DC转换电路、横流恒压控制电路5部分组成。为保证EMI性能,交流输入端采用复合型滤波器,这样滤波器可对差模干扰信号起衰减作用,同时还可抑制共模干扰信号。整流电路采用全波整流电路,电流整流管采用IN4007,属通用电路。采用有源功率因数校正电路。本设计采用滚齿式圆筒状散热器以降低散热器到空气中的热阻,经测试,LED灯满载工作10分钟室温26oC时测得LED散热垫的温度为61oC,一般要求该温度应控制在70oC以下。提高了LED的工作稳定性,减少了因LED结温上升引起的光衰。。 5、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见 该集成大功率LED灯,其功率2*40w=80w。灯具（包括驱动器）成本1100元。售价2200元,（小批量）如大批量生产成本控制在1000元以内,售价2000元,单机毛利50%。该大功率LED灯由于其机械环境性能好,可作为室外路灯照明,经济效益良好。且LED灯寿命长（所配驱动器寿命75000小时,其寿命决定灯具寿命）,有利于环保、低压供电、安全可靠、社会效益显著。 通过本项目组的研究有助于这一研究领域的发展,研究成果将具有广泛的应用前景,推动LED的应用,具有巨大的社会效益。