半導體照明相關(guān)研究參考論文
半導體照明這一新興領(lǐng)域的出現，使同時(shí)專(zhuān)長(cháng)于電力電子學(xué)、光學(xué)和熱管理學(xué)（機械工程）這三個(gè)領(lǐng)域的工程師成為搶手人才。
目前，在三個(gè)領(lǐng)域都富有經(jīng)驗的工程師并不很多，而這通常意味著(zhù)系統工程師或者整體產(chǎn)品工程師的背景要和這三大領(lǐng)域相關(guān)，同時(shí)他們還需盡可能與其他領(lǐng)域的工程師協(xié)作。系統工程師常常會(huì )把自己在原有領(lǐng)域養成的習慣或積累的經(jīng)驗帶入設計工作中，這和一個(gè)主要研究數字系統的電子工程師轉去解決電源管理問(wèn)題時(shí)所遇到的情況相似：他們可能依靠單純的仿真，不在試驗臺上對電源做測試就直接在電路板上布線(xiàn)，因為他們沒(méi)有認識到：開(kāi)關(guān)穩壓器需要仔細檢查電路板布局；另外，如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)試驗臺測試，實(shí)際的工作情況很難與仿真一致。 在設計LED燈具的過(guò)程中，當系統架構工程師是位電子電力專(zhuān)家，或者電源設計被承包給一家工程公司時(shí)，一些標準電源設計中常見(jiàn)的習慣就會(huì )出現在LED驅動(dòng)器設計中。
一些習慣是很有用的，因為L(cháng)ED驅動(dòng)器在很多方面與傳統的恒壓源非常相似。這兩類(lèi)電路都工作在較寬的輸入電壓范圍和較大的輸出功率下，另外，這兩類(lèi)電路都面對連接到交流電源、直流穩壓電源軌還是電池上等不同連接方式所帶來(lái)的挑戰。 電力電子工程師習慣于總想確保輸出電壓或電流的高精確度，但這對LED驅動(dòng)器設計而言并不是很好的習慣。諸如FPGA和DSP之類(lèi)的數字負載需要更低的.核心電壓，而這又要求更嚴格的控制，以防止出現較高的誤碼率。因此，數字電源軌的公差通常會(huì )控制在±1%以?xún)然虮人鼈兊臉朔Q(chēng)值小，也可用其絕對數值表示，如0.99V至1.01V。在將傳統電源的設計習慣引入LED驅動(dòng)器設計領(lǐng)域時(shí)，通常帶來(lái)的問(wèn)題是：為了實(shí)現對輸出電流公差的嚴格控制，將浪費更多的電力并使用更昂貴的器件，或者二者兼而有之。 成本壓力 理想的電源是成本不高，效率能達到100%，并且不占用空間。電力電子工程師習慣了從客戶(hù)那里聽(tīng)取意見(jiàn)，他們也會(huì )盡最大力量去滿(mǎn)足那些要求，力圖在最小的空間和預算范圍內進(jìn)行系統設計。在進(jìn)行LED驅動(dòng)器設計時(shí)也不例外，事實(shí)上它面對更大的預算壓力，因為傳統的照明技術(shù)已經(jīng)完全實(shí)現了商品化，其價(jià)格已經(jīng)非常低廉。所以，花好預算下的每一分錢(qián)都非常重要，這也是一些電力電子設計師工程師被老習慣“引入歧途”的地方。 要將LED電流的精確度控制到與數字負載的供電電壓的精度相同，則會(huì )既浪費電，又浪費成本。100mA到1A是當前大多數產(chǎn)品的電流范圍，特別是目前350mA（或者更確切地說(shuō)，光電半導體結的電流密度為350mA/mm2）是熱管理和照明效率間常采納的折衷方案。控制LED驅動(dòng)器的集成電路是硅基的，所以在1.25V的范圍內有一個(gè)典型的帶隙。要在1.25V處達到1%的容差，亦即需要±12.5mV的電壓范圍。這并不難實(shí)現，能達到這種容差或更好容差范圍的低價(jià)電壓參考電路或電源控制IC種類(lèi)繁多，價(jià)格低廉。當控制輸出電壓時(shí)，可在極低功率下使用高精度電阻來(lái)反饋輸出電壓（如圖1a所示）。為控制輸出電流，需要對反饋方式做出一些調整，如圖1b所示。這是目前控制輸出電流的唯一且最簡(jiǎn)單的手段。圖1a：電壓反饋；圖1b：電流反饋深入研究之后，就會(huì )發(fā)現這種做法的一個(gè)主要缺點(diǎn)是：負載和反饋電路二者是完全相同的。參考電壓被加在與LED串聯(lián)的一個(gè)電阻上，這意味著(zhù)參考電壓或LED電流越高，電阻消耗的功率越大。
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