LED新能源低碳的論文範文
過去LED只能拿來做為狀態指示燈的時代,其封裝散熱從來就不是問題,但近年來LED的亮度、功率皆積極提升,並開始用於背光與電子照明等應用後,LED的封裝散熱問題已悄然浮現。過去LED只能拿來做為狀態指示燈的時代,其封裝散熱從來就不是問題,但近年來LED的亮度、功率皆積極提升,並開始用於背光與電子照明等應用後,LED的封裝散熱問題已悄然浮現。上述的講法聽來有些讓人疑惑,今日不是一直強調LED的亮度突破嗎?
2003年LumiledsLighting公司RolandHaitz先生依據過去的觀察所理出的一個經驗性技術推論定律,從1965年第一個商業化的LED開始算,在這30多年的發展中,LED約每18個月;24個月可提升一倍的亮度,而在往後的10年內,預計亮度可以再提升20倍,而成本將降至現有的1/10,此也是近年來開始盛行的Haitz定律,且被認為是LED界的Moore(摩爾)定律。依據Haitz定律的推論,亮度達100lm/W(每瓦發出100流明)的LED約在2008年;2010年間出現,不過實際的發展似乎已比定律更超前,2006年6月日亞化學工業(Nichia)已經開始提供可達100lm/W白光LED的'工程樣品,預計年底可正式投入量產。
Haitz定律可説是LED領域界的Moore定律,根據RolandHaitz的表示,過去30多年來LED幾乎每18;24個月就能提升一倍的發光效率,也因此推估未來的10年(2003年;2013年)將會再成長20倍的亮度,但價格將只有現在的1/10。不僅亮度不斷提升,LED的散熱技術也一直在提升,1992年一顆LED的熱阻抗(ThermalResistance)為360℃/W,之後降至125℃/W、75℃/W、15℃/W,而今已是到了每顆6℃/W~10℃/W的地步,更簡單説,以往LED每消耗1瓦的電能,温度就會增加360℃,現在則是相同消耗1瓦電能,温度卻只上升6℃;10℃。少顆數高亮度、多顆且密集排布是增熱元兇既然亮度效率提升、散熱效率提升,那不是更加矛盾?應當更加沒有散熱問題不是?其實,應當更嚴格地説,散熱問題的加劇,不在高亮度,而是在高功率;
不在傳統封裝,而在新封裝、新應用上。首先,過往只用來當指示燈的LED,每單一顆的點亮(順向導通)電流多在5mA;30mA間,典型而言則為20mA,而現在的高功率型LED(注1),則是每單一顆就會有330mA;1A的電流送入,「每顆用電」增加了十倍、甚至數十倍(注2)。注1:現有高功率型LED的作法,除了將單一發光裸晶的面積增大外,也有實行將多顆裸晶一同封裝的作法。事實上有的白光LED即是在同一封裝內放入紅、綠、藍3個原色的裸晶來混出白光。
注2:雖然各種LED的點亮(順向導通)電壓有異,但在此暫且忽略此一差異。在相同的單顆封裝內送入倍增的電流,發熱自然也會倍增,如此散熱情況當然會惡化,但很不幸的,由於要將白光LED拿來做照相手機的閃光燈、要拿來做小型照明用燈泡、要拿來做投影機內的照明燈泡,如此只是高亮度是不夠的,還要用上高功率,這時散熱就成了問題。上述的LED應用方式,僅是使用少數幾顆高功率LED,閃光燈約1;4顆,照明燈泡約1;8顆,投影機內10多顆,不過閃光燈使用機會少
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