如何让半导体在照明领域发挥更大作用

半导体照明光源现已批量进入照明领域，但出现不少问题，主要是能效、可靠性、光色质量以及成本等问题，有关能效和光色质量所涉及的内容很丰富，如视觉舒适度、智能化调光控制等，在此暂不描述。本文将讨论急需解决的主要技术问题，归结为“三高一低”，即高光效、高显色性、高可靠和低成本的技术问题，实现低成本其实质也是技术问题。解决这四大技术问题，需要在半导体照明产业链各个环节上采取一系列措施，比如采用新技术、新结构、新工艺、新材料等，这里只提及应该采取的技术路线和方向，希望对LED企业的产品创新有所帮助。

一、如何实现高光效

半导体照明的光效，或者说能效，是节能效果的重要指标。目前LED器件光效产业化水平可达120～140lm/W，作成照明灯具总的能效可大于100lm/W。这还是不高，节能效果不明显，离半导体器件光效理论值250lm/W还有很大距离。真正要做到高光效，要从产业链各个环节上解决相关的技术问题，主要是提高内量子效率、外量子效率、封装出光效率和灯具效率，本文将针对外延、芯片，封装，灯具等几个环节要解决的技术问题探讨。

1.提高内量子效率和外量子效率

主要采取以下几点措施来提高内量子效率和外量子效率。

（1）衬底表面粗化及非极性衬绕行电感底

采用纳米级图型衬底、“取向型”图型衬底或非极性、半极性衬底生长GaN，减少位错和缺陷密度及极性场影响，提高内量子效率[1]。

（2）广义同质衬底

采用HVPE(氢化物液相外延)在Al2O3蓝宝石衬底上生长GaN，作为混合同质衬底GaN/Al2O3，在此基础上外延生长GaN，可极大地降低位错密度达106～107cm-2，并较大地提高内量子效率。日亚、Cree及我国北大均在研发之中[2]。

（3）改进量子阱结构

控制In组分的变化方式和变化量、优化量子阱结构提高电子和空穴交叠几率，增加幅射复合几率以及调节非平衡载流子的输运等，提高内量子效率。

（4）采用新结构的芯片

采用新结构要求芯片六面出光，在芯片界面上采用新技术进行多种表面粗化方式，减少光子在芯片界面上反射几率，并增加表面透光率，以提高芯片的外量子效率。

2.提高封装出光效率及降低结温

（1）荧光粉效率及涂覆工艺

荧光粉的光激发效率目前还不高，黄粉可达70%左右，红粉和绿粉的效率较低，有待进一步提高。另外，荧光粉的涂覆工艺非常重要，有报道称在芯片表面均匀涂复60微米厚度的荧光粉，激发效率较高。

（2）COB封装

当前半导体照明的光源采用各种形式COB封装，提高COB封装的出光效率是当务之急，有报道称，采用第二代（有的称第三代）COB矩阵式结构封装，其光效可达120lm/W以上。如果采用倒装芯片和六面发光体进行全反射的结构，光效可达160lm/W以上。

（3）降低结温

结温为25℃时的发光量设为100%，当结温上升至60℃时其发光量只有90%，当上升至140℃时只有70%，所以在封装时要加大散热措施，保持较低结温，维顺络电感持较高的发光效率。

3.提高灯具的取光效率

不同LED灯具的效率相差很大，一般LED灯具效率大于80%，有一部分可大于90%。要根据LED光源的特点以及不同的应用场合，对灯具进行精细的二次光学设计，也要考虑灯具散热和眩光问题，提高LED灯具的取光效率。

二、实现高显色性

白光LED的光色质量内容很多，包括色温、显色性、光色保真度、光色自然度、色调识别度、视觉舒适度等[3]。美国SSL计划提出，LED照明产品的光谱分布要达到类似太阳光的光谱分布。要达到上述这些要求是很难的，要做很多基础研究工作，将来一定会实现。这里只讨论目前急需解决的色温和显色性问题。美国能源之星标准规定，室内照明的显色指数CRI≥80，但在一些高端的应用场合要求CRI≥90。制作高显色性LED光源，会损失较多的光效，所以在设计时要照顾这两方面因素。

在此有必要说明一下有关显色指数CRI的评价问题[4]，CIE（TC1-62）技术报告177的结论：“CIE的CRI不适合用于表示白光LED光源的显色范围”。现在有很多种针对CRI定标提出的修正办法，如CQS色品质度、GAI全色域指数、RF夫勒特利指数、CPI颜色偏爱指数大功率电感贴片电感器、CDI色分辨指数等，目前CIE要采用哪一种修正尚未定论。美国NIST（国家标准研究院）提出采用CQS来评价光源颜色的质量，将测试样品扩插件电感大到15种，包含部分高色饱和度的样品，这样就好得多，很多人给予认同。要提高显色性，原则上要考虑RGB三基色组合来实电感生产厂家现，目前有三种办法。

电磁兼容的概念及设计方法摘要：电和磁是互相关联的。每一台电子设备都不可避免电磁兼容问题。因此，为了使电子设备可靠运行，必须研究电磁兼容技术。以实例说明了电磁兼容的思路和设计方法。通过对电磁干扰源的明确认识，对电磁干扰引入路径

咨询，有关可调电源 我需要输入交流220V经过PFC之后直流电压为390V，经过DCDC输出的最大直流电压为310V,可向下调节，最小是50V,在这个DCDC上采用什么拓扑比较好，


可能想到的是移相全桥，如果采用

等面积PWM调制在变频调速系统的实现引言随着电力电子全控型开关器件的出现和发展，脉宽调制技术（PWM）在电力电子变流技术中获得了广泛的应用。相比较于硬件实现方法，采用软件计算的实时PWM控制策略已被接受，并出现了许多不同的PWM波的发生

 1/4    1 2 3 4 下一页 尾页