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  • 11月 27 週五 200900:57
  • 紫外光LED未來幾年有很大成長空間




根據Reportlinker最新推出的報告指出,現今紫外光燈市場值為5億美元,其預估隨著環境變遷與成本持續下降之下,紫外光LED(UV LED)將逐漸取代傳統紫外光燈,尤其是可攜式市場。










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  • 個人分類:LED技術
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  • 2月 27 週五 200922:07
  • 安森美推出具整合DC-DC升壓轉換器的6W LED驅動器

上網時間: 2009年02月27日
安森美半導體(ON Semiconductor)推出新的6W發光二極體(LED)驅動器CAT4106,此元件具有整合的大功率直流-直流(DC-DC)升壓轉換器,以及晶片上診斷功能,能提升效能至最高,應用於較大尺寸的通用液晶顯示(LCD)面板背光。
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  • 個人分類:LED技術
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  • 2月 18 週三 200920:45
  • 白光LED驅動IC選擇要點

隨著技術的發展,
LED的功率在不斷提高,然而成本卻在不斷降低,採用低成本、高可靠性的驅動電路才是保證超高亮度LED具有持久亮度的關鍵。根據高亮度LED大功率恒流驅動的特點,很多公司都推出了高亮度LED的專用驅動控制晶片,這些生產LED驅動IC的廠商包括Melexis、lnfinton(英飛淩)、Lienear
Technology(淩力爾特)、Supenex Inc、Analog
Devices(ADI)、通嘉科技(Leadtrend)、安茂微電子(AME)等等。
與傳統的照明燈相比,超高亮LED具有壽命長、可靠耐用、維護費用極為低的特點。目前的LED高效率現在已經可以達到201m/w以上。由於LED回應速度快(ns級),在汽車上安裝高位LED刹車燈,可以減少汽車追尾事故的發生。儘管超高亮LED具有許多優點,但目前仍存在LED功率一般在5W以下,還沒有出現,
更大功率的LED還很難成為照明的首選產品。同時還要考慮高功率LED需要考慮散熱問題,結溫過高會直接影響LED的壽命,並且會增大LED的光衰,情況嚴重的會將LED燒壞。除了以上的問題,雖然LED目前已被大多數人看好,但其高昂的價格難以被消費者接受。並且光有一顆好體質的超高亮LED並不能解決所有問題,選擇適當的驅動晶片也有利於超高亮LED的普及與推廣。
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  • 個人分類:LED技術
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  • 1月 24 週六 200900:00
  • UL LED燈具規範2009年即將生效

UL LED燈具規範2009年即將生效
2009/01/23 - 10:59 — Tracy
 
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  • 個人分類:LED技術
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  • 1月 18 週日 200923:24
  • UL安規推動工研院交流電LED設計通過北美認證

Underwriters Laboratorie (UL)公司日前宣佈與工研院合作,採用UL Subject 8750草案為工研院交流電LED設計原型進行安全驗證評估,協助該設計原型儘速標準化,以實現全球首件交流電LED光源半成品及成品通過北美市場認證。
UL
於2005年草擬了針對LED模組及照明燈具的安全標準─UL Subject
8750草案,用以規格採用LED做為光源的產品,並為LED燈具的生產研發提供一套可依循的燈具驗證規格準則。UL Subject
8750草案可望於2009年初發佈為正式標準,預期未來將成為LED產品標準化的依歸,同時也是業界銷售LED產品至北美地區必備的安全認證規格。
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  • 個人分類:LED技術
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  • 1月 05 週一 200922:20
  • 台灣的LED標準陸續出爐,點亮LED路燈市場商機


台灣的LED標準陸續出爐,點亮LED路燈市場商機
2008/12/30 - 14:22 — ivan
標檢局公布LED路燈國際標準
台灣的經濟部標準檢驗局於2008年12月4日正式公布CNS 15233「發光二極體道路照明燈具」國家標準。由於之前LED路燈尚無國際標準,而且相關技術還在持續發展中。為了使政府與民間採購LED路燈上有所依據,標檢局參考能源局所研訂的「LED道路照明示範產品規範」、技術處主政的「LED照明標準與品質研發應用整合計畫」所公布的5種產業標準及國際間相關技術資料,在產、官、學、研各界通力合作下,終於在最短時間內完成國家標準的制定工作。
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  • 個人分類:LED技術
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  • 12月 27 週六 200821:56
  • 研究顯示:改用LED照明可省1.8兆美元

上網時間: 2008年12月24日
 
根據美國壬色列理工學院(Rensselaer Polytechnic Institute,RPI)的研究,LED照明可望在接下來的十年內省下1.8兆美元(trillion)的電費,且讓火力發電廠減少燃燒10億桶原油,並因此消除100億公噸的二氧化碳排放量。
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  • 個人分類:LED技術
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  • 12月 15 週一 200815:08
  • 向大廠靠攏!光磊與日亞化結盟 砸3.79億買位富爸爸


產業景氣進入寒冬,各大企業紛紛尋求結盟合作以求生存,台灣LED大廠光磊科技15日就宣布,將與世界第一大LED廠商日本日亞化結盟。光磊砸下3.79億買下日亞化0.46%的股權,對光磊來說這等於是多了一個富爸爸。
 
五彩繽紛的LED燈光閃爍耀眼光芒,曾經是當紅產業的LED,遇上這波景氣寒冬,業績大大受到影響,不得不對外尋求結盟合作。台灣的LED大廠光磊就參與日本日亞化的現金增資計畫,砸下新台幣3.79億元投資1萬股,算算每單位價格高達3.79萬元,取得0.46%的股權,也讓光磊成為世界第一大LED廠的概念股。
 
由於日亞化不但是世界第一大LED廠,還是全世界第一家開發製造螢光LED的廠商,目前在LED磊晶上仍然擁有領先技術。其實3年前,日亞化就已經買下光磊約6.06%的股份,占光磊一席董事;這次光磊又買下日亞化股權,雙方關係更加緊密,未來無論在技術或是專利上,光磊都可獲得日亞化的加持。
 
預估雙方合作後,明年的LED晶片銷售將可以成長50%以上,至於廣大的照明市場,則是雙方下一步鎖定的方向。看來,光磊有了日亞化這位富爸爸加持,未來在LED產業上,光芒只會更加耀眼。(新聞來源:東森新聞記者許芸瑋、周育鋒)
 
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  • 個人分類:LED技術
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  • 12月 07 週日 200821:26
  • 安茂微電子發佈單串高達10顆白光LED驅動器AME5144

台灣先進的電源管理集成電路設計公司安茂微電子日前推出高效率、 37V輸出、單串高達10顆白光LED驅動器AME5144。
AME5144提供兩種彈性調光方式, 一為模擬(Analog)調光, 另一為脈波寬度調變(PWM)
調光。 AME5144提供過電流(Over Current)、逐週期電流感測(Cycle-by-Cycle Current Limit)
、外部可調式軟啟動(Soft Start) 、輸入低電壓鎖定(Input Under Voltage Lockout) 及
LED開路(Open LED)的多重保護, 進而提供終端產品的安全性。
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  • 12月 01 週一 200817:52
  • LED驅動IC技術探索

作者:寧靜






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最近幾年PDA、行動電話、數位相機等可攜式電子產品的液晶顯示器大多改用彩色面板,液晶顯示器本身屬於非主動性發光元件,必需利用背光照明模組照明才能夠讀取面板的影像(圖1)。
96年中村教授發表藍光LED之後,RGB三原色終於全部備妥,LED具備優秀的光學、電氣特性,加上LED價格持續不斷下跌,造成白光LED成為可攜式電子產品的主要照明光源。
然而實際上白光LED的點燈,要求高順向電壓與極大的驅動電流,因此高效率驅動背光照明模組,成為LED驅動IC重要技術指標,接著要探討白光LED驅動IC的PWM技術,同時介紹白光LED應用電路。
 
LED的驅動方法
LED必需依照使用目調節LED的亮度,LED的亮度調節有兩種方法,分別是:
‧ 利用電流值的調節方法
‧ 利用脈衝幅變調(Pulse Wide Modulation)技術的調節方法
電流值的調節方法主要是改變電流值調節LED的亮度,此處假設時的光度為1倍,圖2的白光(NSCW215)LED的光度與電流變化,時的光度變成1.7倍,時的光度變成3倍,雖然圖2的相對照度與電流值並不是比例關係,不過紅光(NSPR346BS)LED卻呈比例關係,主要原因是紅、綠、藍LED的晶片物性彼此相異所致。
 
 
 
表1是白光(NSCW215)LED的光度等級(rank)對照表,由表可知S等級時的光度大約是,與時分別是:
 
 
















Rank (mcd)

RST
Typ.Typ.Typ.
430600860

表1 白光(NSCW215)LED的光度
等級對照表(Ta=250C,IF=20mA)
 


雖然改變電流值可以控制LED的亮度,不過這種控制方式實際上並不理想。圖3是白光(NSCW215)LED的順電流-色度特性,由圖可知1mA、5mA、20mA、50mA、100mA時,LED的色度座標也隨著改變,色度座標整體朝y方向,亦即短波長方向移動,換言之改變LED的電流值,LED的發光色也會隨著變化。
 



 


有關脈衝幅變(PWM)的LED亮度調節方法,如圖4所示它是在LED驅動電路中,插入可以反覆控制電流開、閉的開關(switch),當開關的開、閉切換很快時,視覺上就無法區分光線的點滅,把LED視為點燈狀態,由此可知只要改變電流的開、閉時間,就能夠改變LED的亮度,理論上電流流動時間越長,亮度越亮反之則變暗。
 



 


圖5是PWM動作時的電流值與時間的關係,圖中斜線部份表示LED呈點燈狀態,由於電流值一定因此發色光不會發生變化,此時電流從開始流動一直到完全停止流動稱為「周期」,1周期期間電流動稱時間稱為「脈衝寬度」,duty比表示對周期的脈衝寬度比,以圖5為例duty比大約是60/100=60%左右。
如上所述調整LED光度的方法有「電流值的調節方法」,以及「利用PWM技術的調節方法」兩種,因此設計者必需依照LED的應用設計目的選擇適當的驅動方式。
 



 LED驅動IC的特性
白光LED的順向電壓隨著種類不同極易發生分佈不均現象,進而導致白光LED的輝度出現分佈不均,如何使LED亮度獲得均勻性,成為LED驅動IC技術指標之一。
此外白光LED通常是應用在以電池為主要電源的可攜式電子製品,因此提供低消費電力是白光LED驅動IC第二要務。
其次是配合使用環境自動調整LED輝度的功能,例如白光LED應用製品在烈日環境下,能夠自動檢測周圍環境的亮度,調節LED最適宜的輝度。
自動調整LED輝度得功能除了可以提高液晶面板的視認性之外,對電池的使用時間具有正面的助益。
圖6是白光LED驅動IC的核心技術一覽,如圖所示白光LED驅動IC分別由數位技術與類比技術構成,數位技術主要應用在PWM輸出控制與照度感測器控制;類比技術則是升壓電路與LED電流控制電路不可或缺的技術。
 

 
以往白光LED大多採用並聯連接驅動,然而並聯連接極易發生LED輝度不均現象。如上所述LED的輝度與驅動電流呈比例關係,理論上如果改用可以驅動串聯LED的驅動IC,由於LED內部的電流維持一定,因此可以解決LED輝度不均問題。圖7是以IC以升壓型切換調整器(switching regulator)技術為平台,採用LED電流控制技術,依此製成成電流驅動型白光LED驅動IC,它能夠同時驅動4個串聯LED,同時提供各LED一定電流,藉此確保LED亮度的均勻性,它的順向電壓分佈不均幾乎無任何依存性是本驅動IC主要特徵。
 

 
圖8是白光LED驅動IC(NJU6050) 的轉換效率特性,如圖所示NJU6050白光LED驅動IC輸入4.2V,輸出20mA時的轉換效率高達85%,這意味著電池的使用時間能夠大幅延長,該IC非常適合應用在電池電源的白光LED應用製品。
 

 
圖9是內建自動調光功能的白光LED驅動IC(NJU6051、NJU6052、NJU6053)內部方塊圖,如圖所示自動調光功能是由照度感測器控制電路、PWM控制電路、切換電流控制電路、基準電壓與溫度補償電路構成,它除了可以提高彩色液晶顯示器的視認性之外,透過自動調光功能還能夠大幅延長電池的使用時間。
 

 
上述內建自動調光功能的白光LED驅動IC(NJU6053),主要應用在附設數位攝影機行動電話等領域(圖10)。
上述白光LED驅動IC整合升壓切換(switching)電路的類比技術,以及PWM型LED電流控制電路的數位技術,換言之一個NJU6053白光LED驅動IC可以同時控制液晶面板主畫面與次畫面的背光模組,以及數位攝影機的閃光燈等三大LED光源的動作,三系統動作電源合計低於40mA。LED應用電路
a. LED汽車尾燈
最近幾年汽車的尾燈陸續改用LED的設計不斷增加,LED的使用壽命比傳統燈泡長,實際應用時幾乎不需要更換燈源,此外LED的消費電力比燈泡低,因此同樣可以延長汽車電池的使用壽命。
不過設計車用LED尾燈時必需遵照道路交通法規,充分考慮有關變更尾燈光源時的光度、指向性等要求事項,例如:
(a). 視認距離 : 白天距離100公尺可以確認LED點燈。
(b). 倒車燈與煞車燈的光度差 : 煞車燈的光度是小燈的5倍以上。
(c). 燈源的發光色 : 煞車燈的發光色必需是紅光。
基於取得性等考量LED採用編號TOL-50aURsCEa,外徑ψ5mm砲彈型紅光LED,該LED的輝度高達,指向特性時順向電壓為。
車用LED尾燈考慮電池電源實際電壓變動範圍,因此捨棄元件數量眾多結構複雜的電晶體型定電流電路與驅動IC。定電流二極體(CRD)的兩端施加以上電壓,會依照額定電流開始流動。
由於LED的,最大絕對額定,因此使用2個並聯連接定電流二極體E103。
如上所述雖然汽車電池的電壓為,不過考慮電池實際電壓變動範圍,此處假設電池的電壓為,扣除定電流二極體的動作電壓實際上只剩,紅光LED的,個LED,亦即每一Line可以串聯連接4個紅光LED。至於倒車燈使用白光LED,個≒2個,亦即每一Line可以串聯連接2個白光LED。
有關點燈電路的設計採用倒車燈與煞車燈共同電路方式,控制電流改變LED輝度的切換模式,換言之煞車時所有LED都會點燈,因此可以獲得最大亮度。
圖11是車用LED尾燈電路圖。根據道路交通法規規定「煞車與倒車時的光度差必需超過5倍以上」,因此煞車時32個紅光LED全部點燈,倒車時流入10mA使16個紅光LED點燈,紅光LED合計8線(line)使用16個定電流二極體,白光LED合計2線(line)使用4個定電流二極體,兩者總共用20個定電流二極體(CRD)。
此外為確保5倍以上光度差,倒車時LED的點燈變成一半,流入LED的電流也變成一半只剩下1/4,此時LED的輝度降至1/2無法進行輝度評鑑,因此白天100公尺的輝度視認性,只能夠透過主觀性目視確認動作正常。
圖中設有4個整流用二極體,主要功能是防止煞車與倒車時,定電流二極體漏電電流滲入各線造成LED誤點燈。圖12 車用LED尾燈實際Layout外觀。
 

 
 
b. 高功率LED手電筒
圖13是高功率LED手電筒電路圖。高功率LED使用Lumileds公司開發的Luxeon
LED,該LED的,屬於等級高功率LED。發光方式採用藍光LED組合YAG螢光體構成白色發光,因此白色發光略帶藍光色調, 等級高功率LED的驅動電路,必需使用散熱鰭片散熱。
 
 
➀. 電晶體
使用取得容易編號為2SD1628,SC-62(4.5×4.25mm)封裝型式低飽和電壓電晶體,使用編號為2SC4207,SSOP5-P-0.95)封裝型式電晶體。
➁. 電容器
使用晶片型4030Size,容量為輸出平整用與輸出穩定用電容器。
➂. 電阻器
使用1615Size電阻器,電流檢測用電阻器為,使用1615Size 3個並聯連接方式,接著再對的(0.6V)連接,並以控制。
➃. 線圈
表面封裝型長的線圈必需追加,主要原因是本電路採用間歇(blocking)振盪設計,因此線圈的纏繞非常特殊,必需在上述已經纏繞30圈線圈外側追加纏繞。 使用直徑鍍有琺瑯(enamel)漆包銅線,如圖14所示以它是以 漆包銅線纏繞20圈()。LED電流為,振盪周期為,電路合計消費電流為,電力轉換效率大約。
 
 
➄. 二極體
使用編號為11EQS06切換用Schottky barrier二極體,本二極體具備低順向壓降與短逆復原時間等特徵。
➅. 電路基板
使用厚1.6mm雙面銅箔玻璃環氧樹脂基板,圖15是元件配置圖;圖16是LED
手電筒模組實際外觀;
 
 

 
c. UV-LED照明燈
藍光LED被認為是20世紀最偉大的發明,由於藍光LED的問世使得短波長發光的紫外光LED(UV-LED)順利被開發。紫外光LED主要應用在殺菌、除臭、紫外光硬化樹脂光源、白光LED的激發光、辨識認證等領域。
此處要介紹利用5V電源點燈的5燈式UV-LED照明燈的製作。首先依照下式試算電流限制電阻器 :
----------------------------------------------------(1)
表2是編號OSSV511A UV-LED的主要規格,UV-LED的為,根據式(1) 電源,時,電阻器的阻抗值為,因此最後選擇阻抗值為編號11EQS06的電阻器。
此處考慮高輝度、小型、攜帶方便性,電源使用2個4號乾電池(1.5V)。UV-LED的為,3V電源無法使UV-LED點燈,必需利用內建間歇振盪器升壓型DC-DC變頻器(converter),驅動5個串聯連接的UV-LED(17V)。圖17是UV-LED照明燈電路圖;圖18是UV-LED照明燈外觀。
 
 
















項鍊規格值
IF25mA(絕對最大額定值)
VF3.4V(typ)@IF=20mA
放射功率45Nw/sr(typ)@IF=20mA
波長400nm(typ)@IF=20mA

表2 UV-LED(OSSV511A)LED的主要規格
 


 


事實上本電路可以串聯連接7個3.6V系列(藍光、白光、紫外光)LED,採用5個串聯連接UV-LED的設計,主要是考量低電壓也可以點燈。


本電路以的進行定電流控制,基準電壓的閥值為0.6V,限制時利用下式計算電流檢測阻抗值:
 



 



 結語
以上介紹背光照明模組用LED驅動IC的要求特性,與白光LED驅動IC的PWM技
術,同時介紹白光LED應用電路。
最近幾年可攜式電子產品的大多使用液晶面板,由於液晶顯示器本身不會發光,必需利用背光照明模組照明才能夠讀取面板的影像,要如何高效率驅動背光照明模組,成為LED驅動IC重要技術指標,一般認為削減背光照明模組的消費電力,可以有效延長電池的使用時間,因此LED驅動IC與驅動技術勢必成為未來持續改善的重要課題。
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