ROHM独创的LED高散热封装技术及最新开发动向

2010-10-26 20:06:46来源: 互联网

  目前,ROHM致力对‘节能’和‘二氧化碳减排’等环境问题开发有帮助的‘环保器件’。据说,日本的能源消费大约13%被用于照明,在面对地球变暖应采取何种策略问题上,减少照明所消耗的能源可以认为是关系到二氧化碳减排的有力手段。

  从数年前起,人们就对既节能又明亮的‘高效照明’寄予很高的期望,各制造厂商都在积极开发节能型照明产品。其中,尤其要说的是被认为是决定节能型照明前途的LED

  所谓LED就是发光二极管,是Light Emitting Diode首字母。与电灯泡相比,LED的消耗功率约为前者的1/10,而寿命却有前者的10倍以上;它采用不含有害物质的材料制成,并作为21世纪的主用光源而迅速被人们所认识,已开始普及。

《国际电子商情》
[图1] 高散热封装的照明用白色LED PSML1/PSML2

  LED的最大特点是低功耗、长寿命。而且,LED光源不需要荧光灯使用的玻璃管、惰性气体和水银等。它也不需要变压器、升压器,可以大幅度节省电能,发热也少,是理想的白色光源。如果能用它代替白炽灯泡和荧光灯,那就可以构造出既节能而废弃物又少,对地球环境友好的照明系统。再有,由于LED小型、轻量,自由的设计便成了可能,LED照明隐含着可以全面取代原有的照明器具的可能性。

  最近,白色LED在高效率与大功率化方面发展迅速,作为取代现有白炽灯泡和荧光灯的高效率光源已经开始向应用于主照明领域。

  ROHM从二十世纪70年代开始研究LED相关技术,一方面致力于白色LED的大功率化和小型薄型化等,另一方面又在配合进行最适合驱动LED的LSI 开发及电源模块开发的同时,开展最适用于LED照明领域的产品研制。而且,ROHM是亲自从事LED及其驱动电路用LSI 两个方面研发活动的少数器件制造厂商之一,这既可以有效利用两方面的技术,又可以最大限度地发挥LED的特点、特性,提出了用LED发出的光去营造具体空间的灯光设想。ROHM的LED照明器件就要登台一显身手了。

  下面就人们对其今后的实用化和普及寄予期望的下一代照明器件:LED照明,介绍ROHM独创的技术及最新开发动向。

高散热LED封装技术

  与照明器件有关的环保器件之一是高散热封装照明用白色LED PSML1/PSML2(图1)。此器件在中电流区达到世界最高等级的亮度7cd(在100mA条件下)。开发出结构独特的封装使得其亮度比传统产品高。

  LED向大功率化发展的障碍是LED的温度上升问题。一旦LED的温度上升,其亮度便下降,色调也改变。并且,可靠性降低。于是,ROHM为解决这一问题而开发出高散热的封装。具体地说,这种封装的金属构架使用热导率高的Cu为材料。而且,使构架在封装的底面露出以提高散热性,降低安装到电路板上时的热阻值。安装在FR-4电路板(环氧玻璃树脂叠层电路板)上的热阻值与传统产品相比,PSML1降低12%,PSML2降低25%(图2)。利用这样的结构解决了受温度影响的问题,减轻了中电流区亮度劣化、色调改变的情况,从而成功制造出长寿命化的、在高温环境下也能工作的照明器件。

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[图2] 不同封装的热阻比较

LED驱动器解决闪烁问题

  使用照明用白色LED时必不可少的LED驱动器ROHM也进行开发。由于基本上使用直流来驱动LED,所以需要有将商用的交流电源转换成直流电源的电路。当然,LED照明应当是省电的,所以就要求有将交流转换成直流时能够减少电功率损耗的高效电源。

  而且,由于人对照明用光的感觉很灵敏,所以不应存在光的闪烁和不均匀现象。也就是说,LED驱动器无论在什么样的条件下都必需提供稳定的输出。但是,由于照明器具在亮灯和关灯时温度变化很大,而且还必须适应商用电源的电压变动(约为±20%),所以要用LED照明获得稳定的「灯光」,电源开发是一个关键的问题。

  ROHM这次开发出来的LED驱动器完全克服了这些问题。把交流转换成直流的AC/DC转换器部分应用了ROHM的功率模块技术,采用了最适合LED驱动的恒流方式。这种恒流电路在环境温度为-20℃~+80℃范围内可使电流值变动小于±1%(图3)。而且,由于将电流检测电路的损耗控制到最小限度,也就实现了高效率和高精度。另外,把开关电源必需的控制电路、开关元件、变压器和恒流电路纳入1个封装内,就可以构造出元器件数量减少了的电源电路,也就能实现照明的小型化(图4)。

《国际电子商情》
[图3] ROHM产LED驱动器的环境温度-输出电流特性

《国际电子商情》
[图4] 照明用电源电路

[1] [2]

关键字:LED  LED驱动  ROHM  功率模块

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/szds/2010/1026/article_2156.html
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