环保论文：LED论文

在现实的学习、工作中，说到论文，大家肯定都不陌生吧，论文是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。一篇什么样的论文才能称为优秀论文呢？下面是小编为大家收集的环保论文：LED论文，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

环保论文：LED论文1

LED--传统光源的替代品白光有机发光二极管被认为是传统白色光源的替代光源。它们是高效的固态光源，电光转换效率已经超过白炽灯，最近在器件结构、新材料的合成等方面取得了很大进步。

全世界每年都消耗巨大数量的电能。在全部的电能消费中，照明用电能占到了总电能产量的20%。荧光灯和白炽灯是使用最普遍的传统照明光源，照明用电能的40%被它们消耗掉了。

白炽灯把90%的电能变成了热能，荧光灯的表现好些，它把消耗掉的电能的70%转换成了光能。白炽灯和荧光灯的典型发光效率分别是13-20lm/W和90lm/W。所以为了节省世界上的能源，一个办法就是找到传统光源的替代品。研究者们花了十多年时间研究具有更好的表现的半导体发光二极管。

市场上早已经出现了由无机材料制作的红、绿、蓝及其其他颜色的发光二极管，它们广泛应用在交通信号灯、汽车尾灯及其其他一些小的应用当中。

无机白光发光二极管也已经出现在市场上，不过它们的价格相对普通照明使用来说，还是比较高昂的。现在照明光源的一个新的竞争对手也已经来到了市场上，它就是基于有机半导体材料的发光二极管。 OLED在显示技术领域显示强大竞争力 在过去的十年中， OLED在显示技术领域显示出了可以与液晶相比的强大的竞争力。

自从1987年在 tris(8-hydroxyquinoline) aluminium (Alq3)和1990年在 poly(p-phenylenevinylene) (PPV)中发现高效的.电致发光以来， OLED成为了最吸引人的显示技术。它具有制备简单、响应时间短、高亮度、宽视角、低驱动电压、最有可能应用到柔性衬底上和全彩显示等优点。

OLED显示屏具有耐用、高效、可以制备到柔性衬底上的优点，例如塑料和纸张的表面，制备出的显示屏可以被弯曲或卷起。与液晶不同的是，OLED是自发光，无需背光，这使 OLED 显示屏可以做的更薄和更轻便。 OLED是多层膜器件，它由夹在两个薄膜电极中间的活性电荷传输层和发光层组成，其中至少有一个电极是透明的。一般来说，具有高功函（~4.8eV ）、低面电阻（ ~20 Ω / □ ）并且对可见光透明的氧化铟锡（ITO）被用来作为阳极，阴极一般采用低功函的金属，例如Ca 、 Ma 、 Al 或它们的合金 Ma:Ag 、 Li:Al。

一个具有好的电子传输性能和空穴阻挡性能的有机层被放在阴极和发光层之间。同样地，空穴传输层和电子阻挡层被用在阳极和发光层中间。当外部被加上偏压时，电子和空穴分别从OLED的阴极和阳极注入。在外部电场的作用下，电子和空穴向相对的方向迁移，在发光区复合形成激子，激子衰减向外辐射出光。激子的迁移动力学和性质在这里不做讨论。白光OLED技术由于在通用固态照明和在平板显示作为液晶背光源中的应用，吸引了相当多的关注。

在全彩显示的制备中，三基色是同等重要的，但是白光发射获得了更多的关注是因为任何想得到的色彩范围都可以通过过滤白光来得到。第一个白光OLED器件在 1993 年由 Kido和他的同事制备出来。这个器件包含可以发红、绿、蓝三种光的化合物，共同产生白光。但是这也同时存在一些问题。器件的效率低于 1lm/W，器件需要大的驱动电压，而且很快就被烧掉了。但是现在这些器件的效率提高的很快。每年在传统LED 、氮化物LED、白光OLED中效率的进步。

环保论文：LED论文2

精确的电流控制是高效LED照明方案所必须的，种类繁多的LED驱动器能帮助工程师优化这些LED照明设计。那么在设计基于这些降压或者升压转换器的大功率LED驱动电路时，应注意哪些问题呢？本文探讨采用Zetex的ZXSC310、美国国家半导体的LM3410和德州仪器的TPS61160/1等升压转换器时应注意的设计问题。 从小闪光灯到舞台照明系统的这些应用中，高亮度LED相比传统光源，具有更高效率、更长使用寿命和更小尺寸，还可以实现一些特殊的效果，如调光、排序和闪烁。精确的电流控制是高效LED照明方案所必须的，种类繁多的LED驱动器能帮助工程师优化这些LED照明设计。

照明用大功率LED能产生足够的光通量，当这些器件组成大小合适的阵列后，可用于闪光灯、房间照明、室外照明以及电子指示牌等应用中。一系列驱动器件能维持大功率白色LED中的驱动电流远远超过1A。

驱动电流决定了LED的光输出，因此阵列中所有LED必须以恒流驱动，以确保终端产品发光均匀、合适。为确保电流均匀，常将LED串联起来。LED正向压降也必须同时考虑。LED串中每个LED都有各自的正向压降VF。VF通常在3.4V左右，最小变化范围为2.5~4V(或更高)。 用作LED驱动器的升压转换器 为获得驱动一定数量的串联LED所需的足够电压，可采用升压转换器来提高电池供电应用的电压。

这些应用包括闪光灯或者带LED背光显示的便携式设备。另一方面，在诸如电子告示牌或者交通标志这些需要大量LED的应用中，驱动器拓扑结构的输出电压可能高达40V。 此外，也可以使用一个或多个多通道驱动器IC。在这些器件中，通道之间的电流匹配必须非常接近，以防止不同LED串之间的亮度不同。例如，最新的多输出驱动器在现代大功率LED光输出容差内的`电流匹配就非常好。

许多希望设计小尺寸、高效率LED照明应用的设计人员都很关注工作电压非常低的产品。Zetex公司的ZXSC310驱动器是一款恒流升压转换器，其输入电压低至0.8V，在电池电压下降的情况下也能为LED提供恒流。该器件可被用来提升低电压电源以驱动标称VF为3.4V的大功率LED。 ZXSC3在闪光灯及小型便携式设备中的控制LED背光应用中非常有用。它的一个外部引脚控制正常工作或者5μA关闭模式，或者将其连接到脉宽调制(PWM)信号以控制LED调光。

美国国家半导体(NS)的LM3410也是一种用于低压设备的升压转换器。该转换器能将2.7~5.5V的输入电压转换为3~24V的输出电压，可用在显示背光和其它便携应用中。 在非电池供电应用中，采用升压驱动器能实现用LED灯替换对室内的压卤素灯。例如德州仪器的TPS61160/1升压转换器可以将标准低压卤素灯用的标称为12V的直流电源电压，提高到可驱动6个或10个白色LED的高达18V的输出电压。 图(a)是采用TPS61161来驱动10个LED的电路图。TPS61161集成了40V/0.7AN沟道MOSFET开关。它的调光控制引脚可用作单线数字接口或者作为PWM输入，这样设计人员就可以实现各种控制模式。

环保论文：LED论文3

LED在开始工作时，不需要预热和触发脉冲；在正常工作时，可以在特低安全电压下工作，这些都是LED较其它气体放电光源来说独特的优点。为了充分利用LED的这些优点，设计性能优良的LED控制装置是保证照明LED的优点得到充分发挥的重要工作。在进行LED控制装置的设计时，首先应根据GB19510.14/IEC61347-2-13标准中6章的分类要求，确定所设计的LED控制装置的类别。

（一）LED控制装置的分类及适用场合

1、自耦式控制装置 LED自耦式控制装置是指其内部输出电路与电源电路有内在连接的一种控制装置（例如通过电容、电感限流等电路）。这种控制装置的输出电压虽然也可以做到与安全特低输出电压相同的电压水平，但是由于其内部的非隔离输出特性，所以尽管两个输出端子之间的电压值符合安全特低输出电压的要求，但每一输出端子的对地电压却不可能在各种使用场合满足安全特低电压（SELV）的要求。此类控制装置不属于SELV标志的LED控制装置，其输入、输出端子与可以触及的`外部金属之间，对内装式控制装置，其防触电保护起码达到基本绝缘的要求；对于独立安装式控制装置，则应达到Ⅰ类或Ⅱ类的防触电保护要求。 适用范围： 此类控制装置由于内部没有采用隔离措施，所以其转换效率相对高一些，一般适用于对输出电压不需要达到SELV的场合和（或）灯具附加防触电保护较充分的场合。

2、等效安全特低电压或隔离式控制装置 此类LED控制装置就其防触电功能来说，整体上可看作为初级/次级之间具有双重或加强绝缘功能的隔离变压器。在其内部的输出电路与电源电路之间（包括印制线路板上的电路和元件之间以及隔离变压器内部），对不高于250V电压的电源网络

（1）其爬电距离和电气间隙应不小于6~7mm（根据污染等级不同）。输入端在额定电源电压下时，其输出电压应不高于SELV电压的限值（有效值≤50V）。如果带额定负载时，最大输出电压应≤25V（有效值），空载输出电压≤33V（有效值）并且峰值≤33√2V时，输出端子可外露。

（2）输出端子和电源电路之间。为了EMC防护或控制要求所跨接双重或加强绝缘的电容器应是Y1电容或两个串联的且参数相同的Y2电容。

适用范围： 此类控制装置应安装在灯具或具有类似防护功能的壳体内，但是在满足上述有关条件时，输出端子可以没有防触电保护，可外露。

3、独立式安全特低电压控制装置 独立式安全特低电压控制装置除了应满足上述“等效安全特低电压或隔离式控制装置”的要求外，还需满足下述要求：

（1）标志 独立式安全特低电压控制装置在产品标志上有下列独特之处：

ta-因为是独立安装方式，所以可以理解成是灯具的电器箱部分，按灯具要求，应有工作时最大环境温度标志ta值，如不标，则默认为ta=25℃。

--表示该控制装置属于安全隔离式。

F--表示该控制装置失效（内部短路）时具有自动保护不发生安全性故障的功能。 --表示该控制装置输出端不具有耐短路保护的功能。

LED控制装置在声称的ta环境温度和1.06倍的额定电源条件下正常工作，其变压器绕组温度应不超过表1.

环保论文：LED论文4

据国际能源署（IEA）统计全球消耗的电能中有19%是用于照明。因此，近年来，世界各国纷纷致力于以更高能效的方案来替代低能效的白炽灯光源。而随着发光二极管（LED）在流明输出及光效方面持续快速进步，同时，平均每流明光输出的成本也在下降，再结合LED在高指向性、长寿命和低维护成本等方面的优势，LED照明（也称固态照明，或SSL）成为一种极为引人注目的替代解决方案。

针对固态照明的能效规范要求为了促进节能，世界各地的政府机构或规范组织制定了不同LED照明规范，主要体现在对功率因数（PF）的要求方面。如欧盟的国际电工联盟（IEC）规定了功率大于25W照明应用的总谐波失真性能，某些地区的其它国际标准也适用这规定。另外，美国能源部制定及发布了针对固态照明灯具的“能源之星”标准。这项自愿性标准包含针对常见住宅和商业照明灯具（如嵌灯、橱柜灯和台灯）的.系列要求，涵盖最低流明输出、总体光效、可靠性目标、光色温及一系列其它关键系统级要求。值得注意的是，这个标准中并不直接包含电源能效要求，但包含功率因数要求，即不论是何种功率等级，住宅应用要求的PF大于0.7，商业应用要求的PF大于0.9，而集成LED灯光的要求是PF大于0.7.

当然，并非所有国家都绝对强制要求在照明应用中改善功率因数，但某些应用可能有这方面的要求。例如，公用事业机构可能大力推动拥有高功率因数的产品在公用设施中的商业应用。此外，公用事业机构拥有/维护街灯时，他们可以根据自己的意愿，来决定是否要求产品拥有高功率因数（通常大于0.95+）。13W LED嵌灯设计示例1）参照代用标准确立最大负载设计目标以“能源之星”的固态照明灯具标准为例，这标准包含决定灯具光效的总体性要求；实际上，这标准是一个系统级标准，涉及所选LED、现场工作温度、光学组件、驱动器电源转换能效等。灯具开发人员因而可以在LED的选择、光学组件的使用、热管理方案、驱动器拓扑结构及设计方面折衷取舍，从而符合整体要求。

下表列举了“能源之星”1.1版住宅及商业应用固态照明规范1.1版对嵌灯的关键系统要求。 表1:“能源之星”1.1版住宅及商业固态照明规范之嵌灯关键要求最常见的嵌灯是较大孔径类嵌灯。对于住宅及商业应用而言，除了功率因数方面的差别，设计人员能够灵活地使用中性及暖白光LED.从表1中的最低要求可以看出，要获得575流明的最低输出，最大输入功率阈值约为16.4W.由于没有直接适用的 LED驱动器能效标准，可考虑将“能源之星”2.0版外部电源（EPS）标准作为代用标准。根据EPS2.0标准，额定功率在1到49W之间的标准电源的最低能效要求为0.0626×ln（Pno）+0.622.因此，符合这标准的12W额定功率电源的最低能效为77.7%，15W电源则为79.1%.由于LED灯具标准基于输入插座能效，有必要将驱动器能效目标转换为有效的LED负载。为了增加一些设计裕量，我们将最低目标能效定为80%.这样一来，LED负载就为16.4W×80%，即13.1W.这样，我们就确定了最大负载设计目标。LED光效受制于LED制造商以及驱动电流和工作温度。

环保论文：LED论文5

通用照明市场常用的光源包括白炽灯、紧凑型荧光灯（CFL）、线性荧光灯、高强度气体放电灯（HID）以及新兴的高亮度发光二极管（HBLED）等。随着人们绿色环保意识的提高，通用照明市场也成为业界致力提高能效的重要目标。

就能效（总输出流明与输入功率比，lm/W）而言，不同的通用照明光源中，白炽灯的能效相对较低，标准60 W白炽灯能效范围介于10至13lm/W之间（总输出为600至800 lm），而CFL的典型能效达55至60 lm/W（由于光损耗，55lm/W的CFL灯具的净能效仅在28至50 lm/W之间）。其它的光源，如金属卤素HID灯能效约在80lm/W，但在灯光投射路径上会有大量的损耗。相比较而言，LED拥有着越来越高的能效，业界近期宣称的最强的白光LED研发能力达到了132至136lm/W，色温达（4，500-6，000K）。实际上，LED的低压、小体积、定向光、固态器件、长工作寿命等优势，对于通用照明特别具有吸引力。LED通用照明系统面临的要求及挑战对于LED在通用照明中的应用，需要从系统的角度来分析其要求。

总的来看，LED通用照明系统涉及到LED光源（紧凑高效，提供宽广范围的色彩和输出功率）、电源转换（将交流墙式插座、电池、太阳能电池的电源高效地转换至安全的低压直流电源）、控制和驱动（采用电子电路对LED进行稳压和控制）、热管理（结点温度控制非常重要，需要分析散热，从而实现更长的工作寿命）及光学器件等。要开发高能效的LED通用照明解决方案，这几方面的要求都非常重要。其中，本文主要讨论LED的控制和驱动，同时也会在下文的太阳能供电街灯照明示例中结合讨论高效的电源转换问题。

对于LED驱动而言，它面临的主要挑战就在于LED的'非线性。体现在LED的正向电压会随着电流和温度而变化，不同LED器件的正向电压会有差异，LED“色点”会随着电流和温度而漂移，而且LED必须在规范要求的范围内工作从而实现可靠工作。而LED驱动器的主要作用，就是在工作条件范围内限制电流，而无论输入条件和正向电压如何变化。对于LED驱动电路而言，除了进行恒流稳流，还面临着其它一些关键要求。例如，如果需要LED调光，通常采用的是脉宽调制（PWM）调光技术；而用于LED调光的典型PWM频率是1至3kHz.此外，LED驱动电路的功率处理能力必须充足，且功能强固，可以承受多种故障条件，并且要易于实现。

通用照明电源转换及LED驱动示例根据具体应用的不同，LED可能会采用不同的电源来供电，如交流线路、太阳能板、12V汽车电池、直流电源或低压交流系统，甚至是基于碱和镍的电池或锂离子电池等。采用宽输入范围的直流-直流（DC-DC）电源为LED供电许多高亮度LED应用工作在高至40 VDC范围的电源，如活动式照明、景观和照明、汽车和交通照明、太阳能供电照明，以及陈列柜照明等。以太阳能电池板供电为例，提高太阳能电池板的光电转换能效（目前仅为约30%）非常重要。太阳能电池板的电压-电流（V-I）特性曲线呈现非线性和可变性，要从中析取最大量的电能非常困难。这需要太阳能LED街灯的充电控制器及其它相关电子电路（一般采用微控制器来实现）尽可能地提高能效，从而发挥最大优势。