用掺入 Ce∶YAG 荧光粉的树脂封装蓝光 LED 芯片,研制可用于水下集鱼灯的大功率 LED 发光板,并系统地测量其电流、电压特性和发光特性。测量结果表明:输入电流较小时(小于0.5A),电流与电压之间的关系可用指数函数描述,输入电流较大时(大于2.0A),电流与电压的关系可用线性函数描述;LED 发光板在450 nm 处有发光峰值,为蓝光芯片的自身发光,在550 nm 附近有较宽的发光峰,为封装树脂中掺入的 Ce∶YAG 荧光粉的发光;LED 发光板的流明光效最大值接近120 lm/W,在输入电功率接近100 W 时,其流明光效仍接近90 lm/W。
为最大可能提高大功率LED路灯发光板的电光转化率与散热效率,在不影响外量子效率前提下对LED芯片设计采用扩大LED芯片面积,以及电极优化技术增加LED芯片的出光量,使芯片表面热流均匀分布,芯片工作更稳定。分析了大功率白光LED的封装过程对提高芯片取光率、保障白光质量、器件散热技术的综合应用。综合上述技术及有限元分析软件对大功率LED器件封装的热阻分析结果,确定了COB(chip on board)LED芯片的阵列组装技术,为制造LED路灯发光板的最佳技术方案。LED芯片结温很容易控制在120℃以下,与外部散热技术兼容性好。通过光线最佳归一化数学模型计算了LED芯片阵列芯片间最佳距离。最后通过对各种白光LED驱动方案的比较,确定了白光LED最佳驱动方案为恒电流驱动脉宽调制(PWM)调节亮度。