摘要：LED光源寿命可达十万小时，这是大家一直所强调的优点，但目前大量的信息反馈表明众厂家认为的所谓的长寿命LED竟遇到严峻的挑战, 许多工程个案无法看到此项优点，反而给使用者看到的是光衰严重且寿命短，使用寿命不足几千小时，距厂家宣传的十万小时相差甚远。这就是大家在使用时忽略了LED本身电特性的影响。尤其是我国交通信号灯大量使用的LED光源,就出现了大量故障的现象。LED应用厂家不得不重新面对这一现象。本文就高功率LED应用中的主要问题，介绍了减少光衰、解决散热、LED防水应用、定电流驱动技术。
关键字：光衰、流明维持率、散热、防水灌胶技术、驱动控制、定电压、定电流
高功率、高亮度LED具有非常广泛的用途，热点应用主要包括以下几个主要方面：
1、大、中、小屏幕显示器：各种广告牌、体育记分牌、金融和交通指示牌等。
2、汽车用灯：包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯、头灯等均在逐步采用LED显示。
3、背光源：主要是液晶LCD显示器上用的背光源。
4、交通信号灯：主要用超高亮度红、绿、黄色LED。
5、景观照明、装饰灯及各种专用显示器5、白光照明
但目前应用中许多工程个案却无法看到此项优点，反而给使用者看到的是光衰严重且寿命短，根本用不到一万小时就坏了。通常在LED、LED显示屏等应用领域里，往往只强调LED发光强度，没有从LED 的物理特性方面入手解决影响LED光衰现象和最佳工作电压电流的问题。
为了追求亮度，人们往往不顾LED的起始燃点电压和正常工作电压，LED则处于极限状态下工作，其结果是：
1、影响LED 的寿命；
2、能耗高；
3、对于串、并联结构中使用的LED 不能分给最佳的工作电压；
4、由于LED器件起始燃点电压的离散性，在应用中很难做到精细调整其工作电压。其实从LED被大量使用在照明应用时，大家所使用的LED是电子工业界最常使用在指示功能的3mm - 5mm LED，利用简单的电子电路加大电流即可增加其发光强度，但是LED只获得了短暂的高亮度却失去了LED应有的寿命。真正要将LED应用在照明上，LED的本身品质及控制电路都相当重要。
「品能光电」了解到照明应用的所有需求，因此我们慎选LED且坚持不使用3mm - 5mm LED作为照明设备光源，我们使用LUMILEDS超高亮度LED （Superflux系列及Luxeon系列），不论是光输出及寿命均是传统LED无一能比的。
一、LED的光衰
流明维持率：
图1：不同种类光源的流明维持率
如图1所示：超高亮度LED具有优秀的流明维持率。
传统的白炽灯寿命不到两千小时。
5 mm LED在2,000小时时光衰20%以上，到6,000小时时光衰达到50%，到10,000小时的时候光衰达到70%，基本上已经不会看到光了。
超高亮度 LED却可以在10,000小时时光衰10%（流明维持率90%以上）。50,000小时光衰30% （流明维持率70%以上） 。
二、LED的散热
LED发光是靠电子在能带间跃迁产生光，其光谱中不包含红外部分，LED的热量不能靠辐射散出，因此LED是“冷”光源。目前LED的发光效率仅能达到10%--20%，也就是说，还有80%--90%的能量转换成了热能，如果LED芯片的热量不能散出去，会加速芯片的老化，还可能导致焊锡的融化，使芯片失效。所以芯片的温度不能超过125C。LED芯片的温度Tj可由下式求出：
Tj =Ta + Qja*P
式中，Ta为环境温度，P为LED的功率（瓦）；Qja为芯片和环境之间的热阻，其单位为度／瓦。显然，要想有效地降低芯片的温度，就必须尽可能减少热阻Qja 。因此为了保证LED的寿命，散热成了大功率LED应用的一个关键因素。LUMILEDS FLIP-CHIP 提高了内量子的效率，从而增加了芯片的发光效率，从根本上减少了热量的产生。此外通过改进LED的封装结构，使热量更容易散出来。
a. 用倒装焊的结构，利用硅片来散热
b. 用极薄的导热胶将GaN芯片粘在方型的铝热沉上，与5mm的LED仅靠碗状模具散热相比，更有利于热量的传输。
c. 使用中将封装好的LED固定在合适的散热板上。
由于传统的5mmLED的半导体材料都长在不导电的二氧化硅基板上，因而P、N型电极必须制作在同一面（图2），如此一来，电极垫（bonding pad）会遮住约1/4的光，对发光效率产生不利的影响。
采用覆晶式（倒装焊）的封装方法（图3）：
一来可以避开电极垫遮光的效应，二来可将往下的光线借由反射镜的帮助将光引导向上，可增加1.6倍的发光效果。同时这种封装结构可较大的改善二氧化硅基板散热不佳的问题；除此之外，底座的硅片可导电，因此也解决了防静电的问题。
2、LED封装结构比较
图4：5mm LED 横截面视图
图7：品能光电的防水DRIVER
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