LED推广应用瓶颈的探讨[2]

　　对于使用多个LED 密集排列的白光照明系统, 由于模块间互相影响, 热量的耗散问题更严重，对它的热量管理,除了芯片层面减少管芯热阻之外,还应采用高热导率的封装材料、设计更合理热沉、优化驱动电源等以降低封装后器件的热阻, 提高器件性能。

　　1.3驱动电路

　　一个完整的LED 应用设计方案，其核心由三部分组成：驱动电路设计、二次光学设计和散热设计，其中LED驱动电路的主要功能是将交流电压转换为恒流电源。功率型LED通常采用直流工作, 工作电压仅为3.5伏左右, 但工作电流较大,在驱动电路设计时，既要考虑白光LED 的单管效率，也要考虑电路的整体转换效率、复杂程度和成本。毫无疑问，驱动电路的效率会影响灯具的总效率，但追求高的驱动电路的效率会受到成本的限制。如LED恒流开关电源、有很高的效率，可以实现升压效果，是目前最适宜的LED驱动电路。但它的成本较高，阻碍了LED的推广应用。好的LED驱动电路设计不仅需要满足特定的电学要求，而且应具有高效率和高可靠性，并且能在较高的温度下进行操作，现许多企业采用的驱动电路，受成本制约往往还无法满足这些要求，这样就给LED的有效寿命和可靠性带来很大的不利影响。适宜的LED光源工作电路应是集驱动，保护和控制电路，以及辅助电源，传感器，无源元件为封装成一个独立整体相对完整的通用性元件。

　　近期LED的最新研制报道，已有直接用220伏交流驱动的LED光源出现，我们期待它的产品化能早日实现。

　　1.4非成像光学设计

　　由于LED芯片体积小，结构紧凑，其发光面积相对来说更小，它是一种180度角度出光的朗伯体光源，其光强分布与出光角的余弦成正比，亦即LED光源所发出的光线在被照表面上所形成的照度随出射角的增大而迅速衰减。显然这样的光源特性是很难满足照明用途的实际需求。因此根据不同的应用场合和需求，针对LED光源的特性进行二次光学设计，从而实现对LED芯片所发出的光进行整形和改变，尤其针对光强分布的情况。这样的二次光学设计过程实际上已属于非成像光学设计的范畴。[8] 

　　与关心光源信息传输的成像光学系统设计比较，非成像光学系统设计关心的是光源能量的利用和光分布控制。由于非成像光学系统的结构简洁，能量利用率高，因此在LED的照明系统设计中引起人们广泛的关注，目前已形成LED科技界研究的热点，尤其是让LED照明系统在被照表面实现所要求的光分布，非成像光学设计能起到关键的决定性作用，如現已有公司推出新型的LED路灯产品，它只要对每一单颗LED的透明塑料前盖罩完成非成像光学设计，然后只要将这样的单颗LED安装到散热平面上，就能制成满足道路照明要求的LED路灯，而不需要再配置光学设计的反光镜。但尽管如此，设计满足三维给定光分布应用需求的非成像光学封装系统，仍然是当今LED光源进入照明市场更多地取代传统光源的技术瓶颈之一。从某种意义上说,这也是我国打破国外LED照明技术领域专利封锁的良好切入点。