1.大功率LED 技術。LED 存在靜電釋放損害和熱膨脹系數(shù)等效能瓶頸和散熱問題,使其功率不能做得很大,亮度低。目前常用的性能比較穩(wěn)定的大功率LED 芯片是1W 和3W。可以通過集成芯片提高LED 功率,但現(xiàn)在技術還不成熟,主要是需要解決散熱問題。也可以通過多珠LED 的串、并聯(lián)或混聯(lián)實現(xiàn)大功率LED 燈具。后兩種效率較低,用的較少,多珠LED 串聯(lián)是目前LED 燈具在照明領域應用的主流。但是單珠串聯(lián)有個致命弱點,一顆損壞,整路不通。這是制約大功率LED 燈具在照明領域應用的一大瓶頸。提高LED 燈具的功率,一是從芯片方面提高功率,另一是優(yōu)化電路設計提高功率。
2.散熱技術。溫度是影響LED 的一個重要因素,溫度升高會使LED 的光衰減加快,而芯片結(jié)點處的溫度直接影響LED的壽命,所以LED 散熱能力的強弱限制了LED 的功率大小。
LED 內(nèi)部的熱量主要由LED 芯片和印刷電路板工作時產(chǎn)生,對于小功率LED,通過自然傳導對流的方式就可以把熱量散發(fā)出去,但對于大功率LED 就要考慮多方面散熱。在散熱設計上,通常從LED 封裝散熱、電路板散熱和增加散熱部件等方面考慮。
3.芯片技術和芯片封裝技術。芯片技術發(fā)展的關鍵是襯底材料的選擇和外延片的生長技術。技術提升的關鍵都是圍繞著降低缺陷密度和如何研發(fā)出更高效穩(wěn)定的器件進行的,而如何提升LED 芯片的發(fā)光效率則是目前整體技術指標的最重要衡量標準。傳統(tǒng)的襯底材料有藍寶石、Si、SiC,目前比較熱門的材料有ZnO、GaN 等。制造外延片的主流方法是采用金屬有機物化學氣相沉積。據(jù)2011 年LED 環(huán)球在線報道,美國北卡羅來納州大學提出了一種新的氮化鎵生長工藝,這一新工藝有望把材料的缺陷減低千分之一,從而制造出更高亮度的LED發(fā)光二級管。
4.光學設計技術。LED是點光源且方向性好,通過LED點陣設計、透鏡和反光裝置的設計及二次光學設計甚至三次光學設計,可以達到較理想的配光曲線,這也是光學設計的難點。在整體照明中,需要燈具有較大的照射面,可以使用線性LED 燈條配以導光板等技術使之成為面光源。LED 汽車信號燈可由反射鏡和配光鏡組成,通過合理的設計可達到法規(guī)配光要求的光形分布。
5.驅(qū)動技術。LED 恒流驅(qū)動一般有電感型和開關電容型兩種LED 驅(qū)動,電感型LED 驅(qū)動的驅(qū)動電流高,LED 的端電壓低,適用于驅(qū)動多只LED 的應用。電容型LED 驅(qū)動常用在大功率LED 燈具中,其LED 的端電壓和電流高,可獲得高的功率和發(fā)光效率。LED 驅(qū)動電路的設計根據(jù)具體的需要可能會很復雜,但是在電路設計時必需考慮電源要有高的可靠穩(wěn)定性以及電路要有浪涌保護等多種因素。