大功率LED的构造原理。方案、说明

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LED。高功率 LED 的构造原理。无线电电子电气工程百科全书

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功率 LED 设计基于以下原则:

AlGaInP/GaAs 系统中使用了高效发射异质结构。 AlGaInP/GaP 和 InGaN（异质结构的有源区包含单量子阱或多量子阱）；
发光晶体的面积S增大了1mm2以上（而不是标准直径0,05mm的LED中的2mm5），增大晶体面积的目的是为了增大工作电流，即增加光通量并降低晶体的热阻；
为了增加许多设计中的光通量，使用了多个晶体，串联和并联连接；
采用强力铜或铝底座（散热器）作为晶体支架，提高散热效果；
使用适当的反射器来收集和转换晶体的横向辐射；
为了有效输出辐射并形成给定的辐射图案，LED 设计包含尺寸与侧面辐射反射器匹配的聚合物透镜，以及某些设计中的辅助光学器件。

目前，Lumileds Lighting 的 Luxeon 型 LED 已得到广泛应用。上图。 4.6 显示了强大的 Luxeon LED 的结构。

构建大功率LED的原理
米。 4.6. 强大的 Luxeon LED 的结构

许多来自中国制造商的功能强大、价格低廉的 LED 也采用了类似的设计。 Luxeon LED 的设计确保芯片的高效散热。提供给 LED 的大量能量仍然用于加热晶体。白光 Luxeon LED 在标称正向电流为 0,3 A 时的发光效率为 30-40 lm/W。也就是说，这超过了经典卤素白炽灯的光输出。

Luxeon LED按电功率分为以下系列:

Luxeon - 1 W（单芯片，直流工作电流为 350 mA）；
Luxeon III - 3 W（单芯片，直流工作电流 0,7-1 A）；
Luxeon V - 5 W（四芯片，直流工作电流为 700 mA）。

Luxeon LED 按设计划分:

发射器 - 单个 LED（基本元件）；
星形 - 散热器底座上的发射器。

上图。图 4.7 显示了白色 LED Luxeon Star 的外观（晶体和反射器上覆盖了一层黄色荧光粉）。在图中。图 4.8 显示了基于 Star 的 Luxeon 侧发光。由于采用特殊的圆锥形透镜（反向透镜），它具有圆形辐射图案。

Star/C - 带有连接器的方形散热器上的发射器

Star/O - 具有集成二次光学元件的发射器

上图。 4.9 从左到右依次为 Luxeon Star/O（带有集成二次光学器件）、Luxeon Star 和 Luxeon Emitter。

环 6、环 12 - 由安装在环底座上的 6 和 12 个星形/O LED 组成的模块（图 4.10）。

构建大功率LED的原理
米。 4.7. 白色 LED Luxeon Star 外观

构建大功率LED的原理
米。 4.8. 基于 Star 的 Luxeon Side Emitting 外观

构建大功率LED的原理
米。 4.9. 白色 LED Luxeon Star 外观

构建大功率LED的原理
米。 4.10。 Ring 6、Ring 12模块外观

除Lumileds Lighting外，其他知名厂商也生产高效率（1W）LED，例如欧司朗光电半导体生产Golden DRAGON™系列。在表中。 4.1给出 OSRAM、NICHIA、Edixeon 1W 白光 LED 规格.

表 4.1。白光 LED 规格 OSRAM、NICHIA、Edixeon

构建大功率LED的原理

Luxeon LED 开发的下一阶段是 Luxeon K2 系列 LED。它们的执行变体如图所示。 4.11 和图 4.12 4.13. 下图（图2）显示了Luxeon KXNUMX LED的内部结构。

构建大功率LED的原理
米。 4.11。基于STAR的Luxeon K2系列LED外观

构建大功率LED的原理
米。 4.12。 Luxeon K2 系列 LED 外观（发光）

构建大功率LED的原理
米。 4.13。 LED Luxeon K2 的内部结构

以LXK2-PW2-V14为例，Luxeon K00系列LED的光通量为120 lm，直接工作电流为1 A。

作者：Koryakin-Chernyak S.L.

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